第10讲(10采区巷道矿压显现规律).ppt

第10讲采区巷道矿压显现规律P187,重点掌握巷度沿走向和倾向的矿压显现规律。难点巷度沿走向和倾向的矿压显现规律。作业P233第1-3题,采区巷道概述P187,采区巷道一般指采区上、下山、区段内运输平巷和回风平巷以及工作面开切眼和各种联络巷道；生产矿井每年掘进的巷到中，采区巷道占80以上；采区巷道的特点开掘在煤层内，巷道两帮和顶底板往往是强度较低的煤体或煤柱，甚至是冒落矸石；邻近回采工作面，在不同程度上以不同方式受回采工作面的采动影响。,采区巷道变形与破坏的基本形式P188表6-1顶板冒落、滑落、开裂；底板底鼓、鼓裂（中等稳固砂质页岩，由于塑性变形导致破裂）；两帮鼓帮、开裂或破坏、片帮。采区巷道变形与破坏的影响因素自然因素围岩性质、埋藏深度、煤层倾角、地质构造、水的影响、长期暴露；开采技术因素回采工作状况、巷道断面大小、巷道支（保）护方法、掘进与回采的时间和空间关系。,采区巷道稳定性及其分类为了科学地说明巷道的稳定程度，近几年经过专门研究，确定选用如下七个指标，作为评价巷道稳定性的主要因素巷道、底板和煤层强度；巷道埋深；直接顶初次跨落步距；直接顶厚度与采高比值；护巷煤柱宽度。,回采工作面周围应力重分布的有关概念P192,支承压力煤层采空后，已采空上方岩层重量将向新的支承点转移，从而在采空区四周形成支承压力；超前/移动/临时支承压力工作面前方煤层中的支承压力。峰值深入2-10m，影响范围可达前方20-30m到90-100m;应力集中系数K达2-4。固定/残余支承压力工作面沿倾斜和仰斜方向及开切眼一侧煤体上形成支承压力。K达2-3；峰值深入较超前支承压力远，而影响带宽度较小，影响范围随远离回采工作面而逐渐有所变化；沿仰斜影响范围比沿倾斜稍大。,采空区支承压力在离工作面一定距离的后方部分采空区的冒落矸石压实，使未冒落岩体重新得到支承；K达1-1.3，大部分采空区K‹1；叠合支承压力相邻两个采空区所形成的支承压力会在某些地点发生相互叠加，形成叠合支承压力；K达5-7，有时甚至更高。垂直煤层层面方向的支承压力变化离被开采煤层越远的顶、底板岩层中，支承压力的集中程度越低；支承压力的峰值位置和影响范围也随离开采煤层距离不同而有所变化。,采区平巷沿走向矿压显现规律P1935阶段,巷道掘进阶段Ⅰ随围岩性质、采深、掘进方法、断面尺寸等不同，矿压显现从剧烈到稳定需几天1-2月。时间越长，巷道变形越大；无采掘影响阶段Ⅱ主要由流变引起巷道变形。随时间增长变形极小，故巷道基本稳定。采动影响阶段Ⅲ由回采引起围岩应力重分布造成的。采动影响由工作面开始，其超前影响距离从10-20m至40-50m不等,到工作面附近已表现相当剧烈,峰值位于工作面后方5-10m内，在工作面后方40-60m趋于稳定。Ⅲ前、Ⅲ后,工作面前方巷道变形、破坏，主要由超前支承压力和沿倾斜侧向支承压力叠加作用引起的；工作面后方巷道变形、破坏，主要由巷道上方和采空区顶板弯曲下沉和显著运动所引起的。采动影响稳定阶段Ⅳ经受1次采动影响后重新进入相对稳定阶段；与Ⅱ特征基本类似，但平均移动速度稍大。少者从工作面后方50-60m开始，多数在100-120m以远。二次采动影响阶段Ⅴ下区段回采时再次受到采动影响；时间和规律类似Ⅲ，但由于受下区段超前支承压力和巷道煤体一侧残余支承压力叠加作用，剧烈程度和影响范围都较Ⅲ稍大。,采区斜巷沿倾斜矿压显现规律P197图6-6,煤体边缘卸载带在高应力作用下，煤体边缘不同程度产生变形和破坏，使其承载能力降低，低于rH。多数带宽1-3m,少数可达4-6m。支承压力显现带由于边缘破坏而失去承载力，上覆岩重即向煤体深部转移。该带一般深入煤体15-30m，少数达35-40m。峰值一般深入煤体15-20m。K2-3。受支承压力严重影响的范围一般为3-20，少数为10-25，此区不宜布置巷道。,原岩应力带远离煤体边缘，支承压力逐渐减弱，至煤体深部一定距离即转入rH。随远离回采工作面，压力分布峰值逐渐降低，影响范围则不断扩大，显示出压力缓和与均化现象。随岩石性质、采高、采深、支护方式、工作面推进速度、采后是否灌浆等不同因素，支承压力由初期不稳定转台转变为稳定的残余压力，时间要2-3月至1-2年，一般在工作面后方100-150m处才开始稳定。P198图6-7,煤层底板岩巷矿压显现规律P198图6-8,应力增高区开采引起的支承压力经煤层传递至底板岩层，在靠近采空区的煤体下方形成大于rH的增压区；越靠近煤层，集中应力。应力降低区由于开采离层、冒落，在采空区下方底板岩层中形成低于rH的卸压区；越远离煤层，卸压程度。影响轻微区位于煤体边界处的采空区下方，界于应力增高区和应力降低区之间。未受影响区在煤层底板中，远离支承压力作用区或深度较大的地区，未受支承压力影响。,,,