煤矿巷道支护技术ppt课件

0.64
0.36
B h
R R
RC RC
0 .778 0 .778
0.222 0.222
B hB
h
R R
RC1 RC1
0.64 0.64
0.36 0.36
B hB
h
第一节 无煤柱护巷
一、护巷煤柱得稳定性
2、 煤柱得应力分布
1)一侧采空
煤柱(体)得承载能力,随着远离煤体
(煤柱)边缘而明显增长。在距煤体(煤柱)
第二节 巷道围岩卸压
一、跨巷回采进行巷道卸压
跨巷 回采
横跨 纵跨
1－不留区段煤柱、先跨;2—留区段煤柱、先跨; 3—留区段煤柱、后跨;4—较宽得煤柱维护上山
第二节 巷道围岩卸压
二、巷道围岩开槽卸压及松动卸压
1、 巷道周边开槽(孔)对围岩应力分布得影响
开槽卸压原理:使作用于 周边围岩得高应力向卸压 压区以外得岩体深部转移
2
第一节 无煤柱护巷
一、护巷煤柱得稳定性
1、 煤柱得载荷
各种方法得基本观点一致:煤柱得宽度必须保证煤柱得极限载荷σ
不超过它得极限强度R(七章一节)。煤柱得宽度B计算式:
1000B
B
D H
1 4
D
2
cot
RC
0.778
0.222
B h
1000B
B
D
H
1 4
D
2
cot
RC 1
边缘一定宽度内,存在着煤柱(体)得承载能
力与支承压力处于极限平衡状态,运用岩体
得极限平衡理论,塑性区得宽度x0:
x0
m 2 f
K H C cot
ln p1 C cot

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巷道支护与顶板管理
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支护的作用
支护的作用在于改善围岩稳定状况 和控制围岩运动的发展速度、以维护安 全的工作空间。围岩是承受地压的主要 结构、设置人工支护只是为了改善和提 高围岩自身支持能力。围岩不仅是施载 物体、又是承载结构体、围岩承载圈和 支护体是组构巷道的统一体、是一个力 学体系、是同时承受铅垂与水平作用力 的厚壁圆筒、巷道的开掘与支护都要为 保持与改善围岩的自持能力服务。
种、其力学特性和适用条件见下表。 封闭曲线形可缩性支架的力学特性及适用条件表
序号 1
2
支架架型 圆形可缩性支架
主要力学特征
承载能力大、抗 底臌和两帮移近 量的能力大、特 别是在均压时
方环形可缩性支架 承载能力大、抗 底臌和两帮移进 量的能力大、特 别是肩压大、压
使用条件
围岩松软、移近量大、底臌和两帮 移近量较严重、在使用非封闭支架 时、围岩移近率≥30%～35%、在压 力较均匀、并在回风平巷使用时更 为有利
三、锚杆支护
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紧固作用 压缩(组合)拱作用
三、锚杆支护 2、锚杆支护类型
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锚杆支护类型很多、按锚杆材料分类、 有木锚杆、竹锚杆、金属锚杆、树脂锚杆、 快硬水泥锚杆。按锚杆作用方式分类、有 端部锚固型锚杆、全长胶结型锚杆、摩擦 型锚杆、长锚索法。
三、锚杆支护
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常见的两种主要锚杆支护如下：
(4)使用锚固剂固定锚杆时、应将孔壁冲洗干净、砂浆锚杆 必须灌满填实。
(5)软岩使用锚杆支护时、必须全长锚固。
一、《煤矿安全规程》有关 巷道支护的规定
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(6)采用人工上料喷射机喷射混凝土、砂浆时、必须采 用潮料、并使用除尘机对上料口、余气口除尘。喷射 前、必须冲洗岩帮。喷射后应有养护措施。作业人员 必须佩戴劳动保护用品。

第二讲 煤矿巷道锚索 支护的设计及示例
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1
第一节 锚索支护设计
•
一、支护设计
•
为扩大锚杆支护的使用范围，充
分发挥锚杆支护的经济、快速、安全
可靠的优点，在大断面、地质构造破
坏地段、顶板软弱且较厚、高地应力、
综放巷道等困难、复杂的巷道中，为
增加锚杆支护的可靠性，可使用小孔 径预应力锚索进行加强支护。
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• 采用联合全长锚固方式。采用端锚时 优先选用树脂锚固剂；全长锚固时选 用水泥(砂)浆。
• ④托盘：托盘强度与锚索强度相 匹配。锚索托板最常用的是平托板， 由一定厚度和面积(如300 mm×300 mn×l6 mm)的普通钢板制成。另一 种是采用一段槽钢制成，应选用16号 以上槽钢，材料极限强度不低于350
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• ②锁具:锁具是为保持预应力钢绞 线的拉力并将其传递到被锚围岩上所 用的永久性锚固装置。锁具应具有可 靠的锚固性能和足够的承载能力，以 保证充分发挥预应力钢绞线的强度。 目前，小孔径预应力锚索的锁具以瓦 片式为主，可承受动、静荷载。锁具 由锚环和锚塞组成，其结构见图1—4。 这种锁具有多种规格，应按钢绞
• (1)地面准备
• 首先检查钢绞线，截去松丝、严 重锈蚀和死弯部分，按设计长度截断
钢绞线，除去铁锈和污泥，在锚固头 安装毛刺(齿)和挡圈，最后盘成圈。
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• 护，再进行锚索加强支护。对于拱型 锚喷巷道，大断面硐室及交岔点加固， 应采用点式锚索支护；当巷道围岩裂 隙比较发育或上部为复合顶时，宜采 用“锚索+钢带支护”。
• (3)锚索支护参数的确定原则

地质构造
巷道周围地质构造的分布情况，由工作面地质说明书给出
水文地质条件
巷道涌水量、水质等参照工作面地质说明书；水对围岩物 理力学性质的影响通过实验确定
巷道埋深
地表到巷道地板的垂直距离
技术要求
2 技术要求 2.1 现场调查与巷道围岩地质力学评估
2.1.1 锚杆支护设计前应进行现场调查与巷道围岩地质力学评估。巷道围岩地质力学评估基
煤矿巷道锚杆支护技术规范
中华人民共和国国家标准 GB/T 35056—2018
目录
CONTENTS
1 适用范围 2 技术要求 3 质量检测
4 支护监测 5附 录 6 参考文献
PART ONE
适用 范围
本标准规定了煤矿巷道锚杆支护技术的 术语和定义、技术要求、锚杆支护施工 质量及锚杆支护监测
本标准适用于煤矿岩巷、煤巷及半煤岩 巷的锚杆支护
1）工程类比法：根据已经支护巷道的实践经验，通过类比，直接提出锚杆支护初始设计。应 保证设计巷道与已支护巷道在地质与生产条件、围岩物理力学性质、原岩应力等方而相似。也可 根据巷道围岩稳定性分类结果进行锚杆支护初始设计；
2.1.11 在现场调查与巷道围岩地质力学参数测试完成后进行巷道围岩地质力学评估。首先确定 评估区域，铺杆支护设计应限定在该区域内，并分析巷道服务期间影响锚杆支护性能其他因素。
2.1.12 根据巷道围岩地质力学评估结果进行巷道围岩稳定性分类，确定评估区域的巷道是否适 合采用锚杆支护。
2.1.13 在一个地点获取的地质力学参数用于同一层位的其他地点时，应进行充分的现场周研和 分析、评估。
础参数见表 1。
续上表
表 1 巷道围岩地质力学评估基础参数
序号 10
11

要点二
详细描述
在煤矿开采过程中，随着矿井深度的增加，巷道周围的岩 层压力逐渐增大，容易出现巷道变形和破坏的情况。为了 保障矿工安全和矿井稳定，需要采用巷道支护技术对巷道 进行加固和维护。常见的煤矿巷道支护技术包括木支架、 金属支架、锚杆支护等。这些技术可以根据巷道的实际情 况选择使用，以达到最佳的支护效果。
采空区治理巷道支护
总结词
采空区治理中，巷道支护技术是防止采空区 坍塌、保障人员安全的重要措施。
详细描述
在采空区治理中，由于采空区上方岩层失去 支撑，容易发生坍塌事故。为了防止采空区 坍塌、保障人员安全，需要采用巷道支护技 术对采空区进行支撑和维护。常见的采空区 治理巷道支护技术包括注浆、锚杆、钢拱架 等。这些技术可以有效提高采空区的稳定性
复合材料
如碳纤维、芳纶纤维等高分子材 料，具有高强度、轻质等特点， 常用于加固和修复巷道支护结构 。
04
巷道支护施工方法
木支架施工
木支架材料
选用优质木材，如松木、杉木等，要求材质均匀 、无裂纹、无腐朽。
木支架制作
按照设计要求，将木材加工成相应的支架构件， 确保尺寸准确、表面光滑。
木支架安装
在巷道围岩表面铺设垫层，然后将支架立柱插入 地下，用横梁连接立柱，形成完整的支护结构。
，降低坍塌风险，保障人员安全。
02
巷道支护设计
巷道围岩分类
01
02
03
坚硬稳定围岩
岩石坚硬且稳定性好，支 护设计以承受围岩压力为 主。
软弱不稳定围岩
岩石软弱且易变形，支护 设计需考虑控制围岩变形 和防止失稳。
破碎围岩
岩石破碎且自稳能力差， 支护设计需采取加固措施 提高围岩整体稳定性。

坚固性程度 最坚固的岩石
很坚固的岩石
坚固的岩石
坚固的岩石 相当坚固的岩石 相当坚固的岩石 坚固性中等的岩石 坚固性中等的岩石
相当软的岩石
相当软的岩石 软岩 软岩
土质岩石 松散岩石 流沙状岩石
岩石
最坚固、最致密的石英岩及玄武岩，其它最坚固的岩石
很坚固的花岗岩类：石英斑岩，很坚固的花岗岩，硅质片岩； 坚固程度较I级岩石稍差的石英岩；最坚固的砂岩及石灰岩
爆破破岩
钻眼（又称凿岩）机具按能源分，有电动、 风动、液压、内燃四种。 按破岩机理来分，有冲击式、旋转式两种。 电钻 用旋转式钻眼法破岩 ，用电力为动力。 煤矿常用的有岩石电钻。
爆破破岩
风钻 矿山一般常用的风钻有： 手持式、气腿式、伸缩式 和导轨式几种。 全液压钻机 液压凿岩机是以液压为动 力的凿岩机，它和风动凿 岩机一样，也由冲击机 构、转钎机构及排粉系统 等组成。
第一节 井巷掘进与支护概述
围岩的分类： 地下工程周围的岩石，习惯称围岩。 考虑岩性特点、构造情况、断面尺寸可将岩
层分为五类： 稳定岩层、稳定性较好岩层、中等稳定岩层 稳定性较差岩层、不稳定岩层
巷道断面形状及尺寸
断面的形状
我国煤矿巷道常用的断面形状是梯形、矩形和直墙 拱形（如半圆拱形、圆弧拱形、三心拱形，简称拱 形），只是在特定的岩层和围岩压力条件下才选用 不规则的形状（半梯形）、圆形、椭圆形、封闭拱 性等。巷道断面形状如图所示。
巷道施工概述
煤巷：沿煤层掘进的巷道，在掘进断面中煤层 占4/5以上。 半煤岩巷：煤层占1/5以上4/5以下。 岩巷：掘金断面中岩层占4/5以上。 巷道掘进主要工序：
破岩、装岩、运输和支护 辅助工序： 通风、排水、测量、铺轨
第二节 巷道掘进

锚杆支护技术可以根据巷道的实际情况进 行调整，适应不同的围岩条件和采掘要求 ，具有较强的灵活性和适用性。
成本较低
环保节能
锚杆支护材料成本较低，且易于加工和运 输，可以大幅度降低采煤成本。
锚杆支护技术可以减少对传统木材和钢材 的需求，降低资源消耗和环境污染，符合 绿色采煤的理念。
锚杆支护技术的缺点
技术要求高
将锚杆杆体插入钻孔，用锚固 剂或树脂等粘结剂进行锚固。
张拉与固定
根据设计要求，对锚杆进行张 拉，使其对围岩产生足够的预 紧力，然后进行固定和连接。
04
锚杆支护技术的优缺点
锚杆支护技术的优点
高效稳定
灵活适用
锚杆支护技术能够有效地提高巷道的稳定 性，减少围岩变形和破坏的风险，保证采 煤作业的安全进行。
02
锚杆支护技术的原理
锚杆支护的基本原理
锚杆支护是通过在巷道围岩中打入锚 杆，利用锚杆的拉力和锚固力将不稳 定的围岩锚固在稳定的岩层中，以保 持巷道的稳定性和安全性。
锚杆支护技术具有施工简便、快速、 安全可靠等优点，因此在煤矿巷道支 护中得到了广泛应用。
锚杆的受力分析
01
锚杆受力主要包括拉拔力和剪切力，其中拉拔力是 锚杆的主要受力形式。
02
锚杆的拉拔力应满足设计要求，并应进行必要的试 验验证，以确保锚杆的可靠性。
03
剪切力主要发生在锚杆中间部位，对锚杆的稳定性 有一定影响，但一般较小。
锚杆支护的力学性能
01
锚杆支护的力学性能主要包括抗拉拔力、抗剪切力和
抗弯矩等。
02
抗拉拔力是评价锚杆性能的重要指标，要求满足设计
要求，并具有良好的长期稳定性。
对于一些高边坡工程，锚杆支护技术可以有效地提高边坡的稳

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第四章 巷道掘进
第二节 炸药的爆炸性及其测定 二、炸药的感度 １、机械感度 ２、热感度 ３、爆轰感度
殉爆：是炸药（主爆药）爆炸时引起与其相隔一 定距离的炸药（受爆药）爆炸的现象。
殉爆距离： 殉爆安全距离：
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第四章 巷道掘进
第二节 炸药的爆炸性及其测定 三、爆炸产物与有害气体 主要气体：CO2、H20、CO、NO２、NO、N2 有毒有害气体：CO、NO、NO２ 减少爆破有害气体可采取的措施：
巷道施工技术与快速掘进
（第四章）
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第四章 巷道掘进
一、巷道地压及其特点－４
二、掘进、支护设备；工程材料－ ２ 三、巷道断面设计－２
四、巷道掘进－８
五、巷道支护－８
六、特殊条件下的施工－２
七、巷道施工组织与管理－２
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第四章 巷道掘进
一、巷道掘进简述－0.5 二、光面爆破掘进技术－4.5 三、综合机械化掘进技术－ ３
水胶炸药出现于20世纪50年代中期，60年代后已发展完善，得 到广泛使用。它抗水性强、密度高、威力大、生产使用安全,尤其 可做成小直径（50mm以下）药卷,作为各种矿山爆破用药，已逐渐 取代硝化甘油系炸药和铵梯炸药而成为工业炸药的重要品种之一。
水胶炸药的组分有氧化剂、可燃剂、敏化剂、胶凝剂、交 联剂、表面活性剂和水。与浆状炸药的主要差别在于它所采用的 敏化剂为水溶性的硝酸甲胺和硝酸三甲胺等，这样的敏化剂分散 均匀，提高了药卷的起爆感度和降低了爆轰的临界直径，从而可 制成小直径的雷管敏感的药卷。其制造工艺与浆状炸药基本相似。
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第四章 巷道掘进
第三节 矿用炸药

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超 前 支 护 采 用 DW － 2500/ DW － 2800/ DW － 3200/ DW － 3500 单 体 液 压 支 柱 配 合 HDJA － 1200型金属铰接顶梁支护顶板，一梁一柱，柱 距1.2m。工作面轨顺打三排（距两帮及排间距 均为1.0m）；皮顺破碎机以里打三排，破碎机 以外打两排（距上帮、下帮均为1.0m，两排单 体排距为2.5m）。原支护的锚杆、钢筋梯和锚 索必须在放顶线排回撤，以加强顶板支护。见下 图1306轨道顺槽超前支护.JPG
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3、如果靠近端头的支架不能有效地维护好刮板运 输机头、机尾上方的顶板，机头（尾）超出过渡
液压支架0.6m时，则在机头、机尾上方分别加设 4.2m的“∏”型钢梁维护顶板，“∏”型钢梁成 对交错使用，一梁三柱，迈步前移，且距液压支
架侧护板的距离不大于0.6m。成对使用的对内的 两根“∏”型钢梁中～中不大于0.6m，且“∏” 型钢梁沿倾向到最近一排铰接顶梁的距离不大于
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一、正常工作时期顶板支护方式：
• 采用追机移架的方法对顶板进行及时支护，在采 煤机割煤后，先移支架，后移运输机。
• 正常情况下，采用及时移架少降快移一次到位的 方式移架，正常移架滞后采煤机后滚筒3～5架， 端面距不大于340mm，工艺为：割煤→移架→ 推移运输机。顶板破碎及过断层时，要紧跟采煤 机前滚筒带压移架或超前移架控制顶板,即：当
煤矿巷道顶板管理
一、采煤工作面顶板管理 二、掘进工作面顶板管理
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第一部分 采煤工作面顶板管理
第一节 支护设计 第二节 工作面顶板管理 第三节 顺槽及端头顶板管理

杆和φ38㎜一字形合金钎头钻眼。炮眼深度2.2m，掏槽眼深
2.4m，菱形直眼掏槽。爆破用炸药为T330煤矿许用水胶炸
药，药卷规格为φ32㎜×400㎜350g。雷管为为1～5段毫秒
延期电雷管，总延期时间不超130ms。炮眼布置见图7-4，光
面爆破参数见表7-2，预期爆破效果见表7-3。
表7-2
光面爆破参数
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一次成巷按照掘进与永久支护的相互关系，有以下三 种方式：
㈠掘进与永久支护平行作业 这种作业方式是指永久支护在掘进工作面之后一定距离 处与掘进同时进行。《矿山井巷工程施工及验收规范》中规 定，掘进工作面与永久支护间的距离不应大于40m。这种作 业方式的难易程度，取决于永久支护的类型。
井巷工程
第七章 巷道施工组织与管理
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第七章 巷道施工组织与管理
第一节 一次成巷及其作业方式 第二节 施工组织 第三节 掘进队的组织与管理制度 第四节 巷道快速施工工艺与组织施工实例
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第一节 一次成巷及其作业方式
巷道施工组织方式有两种：一种是分次成巷，一 种是一次成巷。 一次成巷，是将巷道施工中的掘进、永久支护、 掘砌水沟三个分部工程视为一体，统筹安排，在一定 距离内，前后最大限度的同时施工，一次做成巷道。 分次成巷的实质是把巷道的掘进和支护两个分部 工程分两次完成，是先以小断面掘完整条巷道，并架 设临时支架，然后拆除临时支架进行永久支护。
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二、施工主要机械化配套设备 根据西皮带大巷工程特征和地质条件，以及采用的施工 工艺和方法，合理选用施工机械化配套设备，详见表7-1。