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1、巷道维护原理和支护技术巷道维护原理和支护技术矿山压力及岩层控制矿山压力及岩层控制知识单元四知识单元四 巷道矿压显现规律及巷道围岩控制巷道矿压显现规律及巷道围岩控制巷道维护原理和支护技术巷道维护原理和支护技术知识点知识点2：巷道维护原理和支护技术：巷道维护原理和支护技术教学内容教学内容p无煤柱护巷；无煤柱护巷；p巷道围岩卸压；巷道围岩卸压；p巷道金属支架；巷道金属支架；p巷道锚杆支护；巷道锚杆支护；p软岩巷道围岩变形规律及其支护技术；软岩巷道围岩变形规律及其支护技术；p巷道顶板灾害防治巷道顶板灾害防治护巷煤柱的稳定性分析；护巷煤柱的稳定性分析；锚杆支护理论；锚杆支护理论；巷道锚杆支护设计；巷道锚
2、杆支护设计；软岩巷道支护技术。软岩巷道支护技术。重点与难点重点与难点巷道维护原理和支护技术巷道维护原理和支护技术本讲提要本讲提要1.巷道顶板灾害防治巷道顶板灾害防治巷道顶板灾害防治巷道顶板灾害防治巷道维护原理和支护技术巷道维护原理和支护技术巷巷道道顶顶板板灾灾害害主主要要是是由由于于顶顶板板冒冒落落引引起起的的，按按其其力力学学成成因因分分类类，也也可可将将其其分分为为压压垮垮型型、漏垮型、推垮型漏垮型、推垮型三种。三种。1.1.掘进工作面冒顶掘进工作面冒顶 掘掘进进破破岩岩后后，顶顶部部存存在在与与岩岩体体失失去去联联系系的的岩岩块块，如如果果支支护护不不及及时时，该该岩岩块可能与岩体完全失
3、去联系而冒落；块可能与岩体完全失去联系而冒落；冒顶原因冒顶原因 掘掘进进头头附附近近已已支支护护部部分分的的顶顶部部存存在在与与岩岩体体完完全全失失去去联联系系的的岩岩块块，一一旦旦支支护失效，就会冒落造成事故。护失效，就会冒落造成事故。巷道顶板灾害防治巷道顶板灾害防治4巷道维护原理和支护技术巷道维护原理和支护技术断层造成的抽条石结构断层造成的抽条石结构 1-顶板，顶板，2-抽条石块体；抽条石块体；3-交叉断层面交叉断层面 褶曲造成的褶曲造成的“鸡窝顶鸡窝顶”结构结构 1-正常顶板；正常顶板；2-“鸡窝顶鸡窝顶”块体块体 5巷道顶板灾害防治巷道顶板灾害防治巷道维护原理和支护技术巷道维护原理和支
4、护技术 在在地地质质破破坏坏带带或或层层理理裂裂隙隙发发育育区区掘掘进进巷巷道道时时要要缩缩小小棚棚距距；在在掘掘进进头头附附近近应应采采用用拉拉条条等等把把棚棚子子连连成成一一体体防防止止棚棚子子被被推推垮垮，必必要要时时还还要要打打中中柱柱以以抗抗突突然然来来压。压。根根据据掘掘进进头头岩岩石石性性质质，严严格格控控制制空空顶顶距距。当当掘掘进进头头遇遇到到断断层层褶褶曲曲等等地地质质构构造破坏带或层理裂隙发育的岩层时，棚子应紧靠掘进头。造破坏带或层理裂隙发育的岩层时，棚子应紧靠掘进头。防范措施防范措施 严严格格执执行行敲敲帮帮问问顶顶制制度度，危危石石必必须须挑挑下下，无无法法挑挑下下时
5、时应应采采取取临临时时支支撑撑措措施施，严禁空顶作业。严禁空顶作业。6巷道顶板灾害防治巷道顶板灾害防治巷道维护原理和支护技术巷道维护原理和支护技术2.2.已支护巷道冒顶已支护巷道冒顶已已经经支支护护巷巷道道的的冒冒顶顶涵涵盖盖压压垮垮、漏漏垮垮和和推推垮垮三三种种类类型型比比较较全全面面。压压垮垮型型冒冒顶顶是是因因巷巷道道顶顶板板或或围围岩岩施施加加给给支支架架的的压压力力过过大大，压压垮垮了了支支架架，从从而而导导致致巷巷道道顶顶部部已已破破碎碎的的岩岩块块冒冒落落；漏漏垮垮型型冒冒顶顶是是因因无无支支护护巷巷道道段段或或支支护护失失效效（非非压压坏坏）巷巷道道顶顶部部存存在在游游离离岩岩
6、块块，这这些些岩岩块块在在重重力力作作用用下下冒冒落落，造造成成事事故故的的发发生生；推推垮垮型型冒冒顶顶是是因因巷巷道道顶顶帮帮破破碎碎岩岩石石，在在其其运运动动过过程程中中存存在在平平行行巷巷道道轴轴线线的的分分力力，如果这部分巷道支架的稳定性不够，可能被推倒而发生冒顶。如果这部分巷道支架的稳定性不够，可能被推倒而发生冒顶。7巷道顶板灾害防治巷道顶板灾害防治巷道维护原理和支护技术巷道维护原理和支护技术 可能的情况下巷道应布置在稳定的岩体中，并尽量避免采动的影响；可能的情况下巷道应布置在稳定的岩体中，并尽量避免采动的影响；巷道支架应有足够的支护强度以抗衡围岩压力；巷道支架应有足够的支护强度以
7、抗衡围岩压力；巷巷道道支支架架所所能能承承受受的的变变形形量量，应应与与巷巷道道使使用用期期间间围围岩岩可可能能的的变变形形量量相相适适应；应；尽尽可可能能做做到到支支架架与与围围岩岩共共同同承承载载。支支架架选选型型时时，尽尽可可能能采采用用有有初初撑撑力力的的支架；支架；支支架架施施工工时时要要严严格格按按工工序序质质量量要要求求进进行行，并并特特别别注注意意顶顶与与帮帮的的背背严严背背实实问题，杜绝支架与围岩间的空顶与空帮现象；问题，杜绝支架与围岩间的空顶与空帮现象；凡因支护失效而空顶的地点，重新支护时应先护顶，再施工；凡因支护失效而空顶的地点，重新支护时应先护顶，再施工；巷道替换支架时
8、，必须先支新支架，再拆老支架；巷道替换支架时，必须先支新支架，再拆老支架；在在易易发发生生推推垮垮型型冒冒顶顶的的巷巷道道中中要要提提高高巷巷道道支支架架的的稳稳定定性性，可可以以在在巷巷道道的的支架之间用拉撑件连接固定，增加架棚的稳定性，以防推倒。支架之间用拉撑件连接固定，增加架棚的稳定性，以防推倒。防范措施防范措施8巷道顶板灾害防治巷道顶板灾害防治巷道维护原理和支护技术巷道维护原理和支护技术锚锚杆杆支支护护巷巷道道的的冒冒顶顶事事故故的的发发生生除除地地质质因因素素外外，主主要要是是锚锚杆杆支支护护系系统统的的锚锚固固力力不不足足引引起起的的。巷巷道道成成巷巷后后，在在原原岩岩应应力力和和
9、次次生生应应力力（包包括括回回采采等等引引起起的的各各种种支支承承压压力力）的的作作用用下下，巷巷道道围围岩岩产产生生变变形形，如如果果岩岩石石不不能能自自稳稳，且且锚锚杆杆支支护护系系统统的的锚锚固固力力不不足足，这这种种变变形形就就得得不不到到有有效效的的控控制制，就就会会不不断断发发展展，最最终终导导致致围围岩岩冒冒落落和和冒冒顶顶。锚锚杆杆间间排排距距过过大大、锚锚杆杆支支护护材材料料选选择择不不当当、锚杆支护系统的匹配不合理、施工质量差等都会产生这一恶果。锚杆支护系统的匹配不合理、施工质量差等都会产生这一恶果。3.3.锚杆支护巷道的冒顶锚杆支护巷道的冒顶9巷道顶板灾害防治巷道顶板灾害
10、防治巷道维护原理和支护技术巷道维护原理和支护技术4.4.巷道交叉处冒顶巷道交叉处冒顶巷道交叉处冒顶事故往往发生在巷道开岔的时候。巷道交叉处冒顶事故往往发生在巷道开岔的时候。因因为为开开岔岔口口需需要要架架设设抬抬棚棚替替换换原原巷巷道道棚棚子子的的棚棚腿腿,可可能能造造成成冒冒顶顶事事故故。当当巷巷道道围围岩岩强强度度不不是是很很大大时时，而而开开岔岔处处正正好好是是掘掘巷巷时时的的冒冒顶顶处处，则则情情况况更更为为严严重重。新新支支设设抬抬棚棚的的稳稳定定性性与与两两方方面面因因素素有有关关：一一是是抬抬棚棚架架设设一一段段时时间间后后才才能能稳稳定定，过过早早拆拆除除原原巷巷道道棚棚腿腿容
11、容易易造造成成抬抬棚棚不不稳稳；二二是是开开口口处处围围岩岩尖尖角角如如果果被被压压碎碎，抬抬棚棚腿腿失失去去依依靠靠也也会会失失稳稳。至至于于抬抬棚的强度，主要是与选用的支护材料及其强度有关。棚的强度，主要是与选用的支护材料及其强度有关。开岔口应避开原来巷道冒顶的范围；开岔口应避开原来巷道冒顶的范围；必必须须在在开开口口抬抬棚棚支支设设稳稳定定后后再再拆拆除除原原巷巷道道棚棚腿腿，不不得得过过早早拆拆除除，切切忌忌先先拆拆棚棚腿腿后后支支抬棚；抬棚；注意选用抬棚材料的质量与规格，保证抬棚有足够的强度；注意选用抬棚材料的质量与规格，保证抬棚有足够的强度；当开口处围岩尖角被压坏时，应及时采取加强
12、抬棚稳定性的措施。当开口处围岩尖角被压坏时，应及时采取加强抬棚稳定性的措施。防止措施防止措施10巷道顶板灾害防治巷道顶板灾害防治巷道维护原理和支护技术巷道维护原理和支护技术5.5.地质破坏带处冒顶事故地质破坏带处冒顶事故（1 1）当当破破坏坏带带内内不不含含水水时时，可可采采用用撞撞楔楔法法、超超前前锚锚杆杆加加固固法法、管管棚棚法法、超超前前小导管注浆加固法，提前对顶板围岩进行维护或加固。小导管注浆加固法，提前对顶板围岩进行维护或加固。撞楔法撞楔法1-撞楔；撞楔；2-支架；支架；3-拉杆拉杆超前锚杆加固法超前锚杆加固法11巷道顶板灾害防治巷道顶板灾害防治巷道维护原理和支护技术巷道维护原理和支
13、护技术（b）（c）（a）超前管棚法超前管棚法（a）钢管端部横向联结）钢管端部横向联结；（；（b）管棚钢管纵向错接；（）管棚钢管纵向错接；（c）钢管端部横向联结）钢管端部横向联结 12巷道顶板灾害防治巷道顶板灾害防治巷道维护原理和支护技术巷道维护原理和支护技术超前小导管注浆法超前小导管注浆法（a）小导管布置）小导管布置 （b）钢支承与小导管端部布置）钢支承与小导管端部布置13巷道顶板灾害防治巷道顶板灾害防治巷道维护原理和支护技术巷道维护原理和支护技术（2 2）当当破破坏坏带带内内含含水水时时，同同时时要要考考虑虑到到水水灾灾的的防防治治。当当含含水水量量有有限限、无无导导水水通通道道时时，可可进进行行先先疏疏水水再再采采用用上上述述方方法法；当当含含水水量量大大或或与与远远处处水水体体有有水水力力联联系系时时，则则必必须须采采用用帷帷幕幕法法，即即先先向向预预掘掘巷巷道道四四周周提提前前注注浆浆加加固固封封闭闭，然后再掘进巷道，如图。然后再掘进巷道，如图。超前深孔帷幕法超前深孔帷幕法 14巷道顶板灾害防治巷道顶板灾害防治