井巷工程PPT课件_特殊条件下的巷道施工

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1、10.特 殊 条 件 下 的 巷 道 施 工 10.特 殊 条 件 下 的 巷 道 施 工 10.1 松 软 岩 层 巷 道 施 工 10.2 揭 开 煤 与 瓦 斯 突 出 煤 层 的 施 工 方 法 10.3 巷 道 维 护 与 维 修 2 10.1 松 软 岩 层 巷 道 施 工 一 、 概 述四 种 属 性 ： 松 、 散 、 软 （ 胀 ） 、 弱 。 “ 松 ” ， 指 岩 石 结 构 疏 松 、 密 度 小 ， 孔 隙 度 大 ； “ 散 ” ， 则 指 岩 石 胶 结 程 度 很 差 或 指 未 胶 结 的 颗 粒 状 ； “ 软 ” ， 指 岩 石 强 度 很 低 ， 塑 性

2、 大 或 粘 土 矿 物 质 易 膨 胀 ； “ 弱 ” ， 则 指 受 地 质 构 造 的 破 坏 ， 形 成 许 多 弱 面 ， 如 节 理 、片 埋 、 裂 隙 等 破 坏 了 原 有 的 岩 体 强 度 ， 易 破 碎 ， 易 滑 移 冒 落的 不 稳 定 。 3 二 、 松 软 岩 层 巷 道 施 工 涉 及 的 几 个 问题（ 一 ） 软 岩 巷 道 围 岩 变 形 和 压 力 特 征1.软 岩 巷 道 围 岩 变 形 和 压 力 特 征 围 岩 变 形 有 明 显 的 时 间 效 应 。 “ 蠕 变 三 阶 段 ” 围 岩 变 形 具 有 明 显 的 空 间 效 应 。 “ 一

3、倍 宽 度 ”和 深 度 影 响 显 著 软 岩 巷 道 不 仅 顶 板 下 沉 量 大 和 容 易 冒 落 ， 而且 底 板 也 强 烈 鼓 起 ， 并 常 拌 有 两 帮 剧 烈 位 移 。 “ 四 面 变 形 破 坏 ” 围 岩 变 形 对 应 力 扰 动 和 环 境 变 化 非 常 敏 感 。 此 外 ， 自 稳 时 间 短 4 巷 道 变 形 实 拍 5 2.道 围 岩 变 形 量 的 构 成 掘 巷 引 起 的 围 岩 变 形 量 ； 围 岩 流 变 引 起 的 变 形 量 ； 巷 道 受 各 种 扰 动 引 起 的 变 形 量 。 6 图 9-1 软 岩 巷 道 围 岩 变 形

4、量 的 组 成 0 0 0 iu u v t u U0掘 巷 引 起 的 变 形 ；v0t0巷 道 流 变 量 ；ui扰 动 和 浸 水 引 起 的 变 形 量 。 3.影 响 软 岩 巷 道 围 岩 的 自 稳 能 力的 因 素 巷 道 的 形 状 和 尺 寸 ； 地 应 力 ； 岩 体 的 残 余 强 度 ； 施 工 工 艺 ； 水 的 影 响 7 （ 二 ） 合 理 选 择 巷 道 位 置1.岩 石 性 质 2.支 承 压 力 的 影 响 避 开 移 动 支 承 压 力 的 影 响 ； 避 开 采 场 上 下 固 定 支 承 压 力 的 影响 ； 布 置 在 应 力 降 低 区 或 原

5、岩 应 力 区内 。 3.巷 道 走 向 与 最 大 地 应 力 方 向 的 关系 ； 与 断 层 破 碎 带 的 关 系 。4.避 免 巷 道 空 间 上 的 重 叠 、 密 集 交叉 。 8 （ 三 ） 巷 道 断 面 形 状 的 选 择 主 要 应 根 据 地 压 的 大 小 和 方 向 确 定 地 压 较 小 ： 直 墙 半 圆 拱 9顶 压 和 侧 压 都 比 较 大 垂 直 应 力 特 别 大 ， 水平 应 力 较 小 时 ： 直 立椭 圆 水 平 应 力 特 别 大 ， 垂 直 应力 较 小 时 ： 平 卧 椭 圆 形 断面 （ 四 ） 破 岩 方 式 的 选 择 在 松 软 岩

6、 层 中 掘 进 巷 道 ， 破 岩 方 法 的 选 择 应以 保 持 围 岩 的 整 体 性 、 不 破 坏 或 少 破 坏 巷 道围 岩 为 原 则 ； 全 断 面 机 械 破 岩 方 式 最 好 ； 风 镐 破 岩 对 围 岩 破 坏 较 少 ； 若 采 用 爆 破 破 岩 ， 则 尽 量 采 用 光 面 爆 破 技 术 。 10 （ 五 ） 支 护 方 式 和 支 护 结 构 选 择 一 般 的 梯 形 支 架 会 出 现 断 梁 、 折 腿 等 现 象 。 即 使 采 用 拱 形 料 石 或 混 凝 土 整 体 支 护 ， 也 会 因 巨 大 的 不 均 匀地 压 作 用 而 导 致

7、 巷 道 失 稳 和 破 坏 。 对 于 特 殊 的 不 良 地 层 ， 其 支 护 结 构 有 “ 先 柔 后 刚 ” 的 特 性 ，一 般 需 要 二 次 支 护 。 松 软 岩 层 的 地 压 显 现 属 于 变 形 地 压 ， 初 始 支 护 应 按 照 围 岩 与支 架 共 同 作 用 的 原 理 ， 选 用 刚 度 适 宜 、 具 有 一 定 柔 性 的 可 缩性 支 架 。 它 既 允 许 围 岩 产 生 一 定 量 的 变 形 移 动 ， 以 发 挥 围 岩自 承 能 力 ， 同 时 又 能 限 制 围 岩 发 生 过 的 变 形 移 动 。 锚 喷 支 护是 具 有 上 述

8、特 性 的 支 护 形 式 ， 因 而 是 一 种 比 较 理 想 的 初 始 支护 结 构 。 此 外 ， U型 金 属 可 缩 性 支 架 也 基 本 上 符 合 上 述 要 求 ，也 可 用 作 初 始 支 护 。 11 支 护 方 式 和 支 护 结 构 选 择 二 次 支 护 的 作 用 在 于 进 一 步 提 高 巷 道 的 稳 定性 和 安 全 性 ， 应 采 用 刚 度 较 大 的 支 护 结 构 。可 采 用 锚 喷 支 护 ， 砌 碹 。 在 喷 射 混 凝 土 中 还应 增 加 钢 筋 网 和 金 属 骨 架 ， 即 构 成 锚 喷 网 金属 骨 架 联 合 结 构 二

9、次 支 护 应 在 围 岩 地 压 得 到 释 放 、 初 始 支 护与 围 岩 组 成 的 支 护 系 统 基 本 稳 定 之 后 进 行 。围 岩 变 形 趋 于 稳 定 的 时 间 ， 不 仅 取 决 于 岩 层本 身 物 理 力 学 性 质 ， 而 且 与 初 始 支 护 时 的 支架 刚 度 密 切 相 关 。 12围 岩 位 移 速 度 和 位 移 量 变 化 曲 线 图围 岩 位 移 速 度 变 化 曲 线 图 围 岩 位 移 两 变 化 曲 线 支 护 方 式 和 支 护 结 构 选 择 由 于 各 矿 区 松 软 岩 层 的 工 程 地 质 条 件 千 差 万别 ， 必 须

10、从 实 际 出 发 ， 选 用 适 合 本 矿 区 岩 层特 点 的 支 护 形 式 。 可 从 支 架 的 结 构 上 采 取 措 施 ， 使 之 具 有 一 定 的 可塑 量 有 的 巷 道 围 岩 变 形 长 期 不 稳 定 ， 二 次 支 护 的 时 间不 易 控 制 ， 有 可 能 初 始 支 护 就 需 要 多 次 13 （ 六 ） 软 岩 巷 道 联 合 支 护 非 常 松 软 破 碎 条 件 ， 单 一 形 式 不 能 奏 效 工 艺 复 杂 ， 成 本 高 ， 速 度 慢 ， 但 能 确 保 长 期稳 定 ， 减 少 翻 修 和 保 证 生 产 。 重 要 工 程 段 ： 马

11、 头 门 ， 井 底 车 场 硐 室 ， 主 要运 输 和 通 风 大 巷 等 三 种 形 式 举 例 ： 锚 喷 和 U形 钢 联 合 支 护 锚 喷 和 砌 碹 联 合 支 护 锚 喷 和 弧 板 联 合 支 护 14 弧 板 支 架 15 （ 七 ） 巷 道 底 板 治 理 底 板 不 支 护 ， 有 2/3 3/4的 顶 底 移 近 由 底 臌形 成 软 岩 巷 道 中 若 不 治 理 底 板 就 实 施 支 护 ， 结 果往 往 是 底 板 先 行 鼓 起 ， 然 后 两 帮 失 稳 ， 最 后顶 板 冒 落 ， 直 至 巷 道 全 部 破 坏 底 臌 影 响 因 素 ： 岩 性 状

12、 态 、 岩 石 强 度 底 、 围岩 应 力 状 态 、 矿 井 水 侵 蚀 、 采 动 压 力 影 响 、地 质 构 造 、 巷 道 围 岩 暴 露 时 间 等 16 1.巷 道 底 鼓 的 类 型 和 机 理 四 种 ： 图 外 包括 遇 水膨 胀 型 17 2.底 鼓 的 防 治 保 持 底 板 干 燥 无 水 ， 防 止 膨 胀 性 底 鼓 ； 安 设 底 拱 （ 浇 筑 或 砌 筑 ） ； 底 板 注 浆 加 固 ； 锚 杆 加 固 ； 底 板 钻 孔 卸 压 或 卸 压 槽 卸 压 ； 底 板 松 动 爆 破 卸 压 ； 底 板 先 松 动 爆 破 ， 后 注 浆 加 固 等 。

13、 18 （ 八 ） 重 视 围 岩 的 量 测 监 控 表 面 收 敛 ， 多 点 位 移 ， 测 力 锚 杆 ， 锚 杆 索 测力 计 地 应 力 量 测 电 阻 应 变 砖 和 钢 弦 压 力 机 19 （ 九 ） 新 奥 法 施 工 软 岩 巷 道 主 要 意 图 是 调 动 围 岩 自 身 的 承 载 能 力 ， 尽 可能 的 控 制 围 岩 变 形 ， 防 止 围 岩 松 动 ， 以 达 到施 工 隧 道 的 最 大 安 全 度 和 最 好 经 济 效 果 。 新 奥 法 不 是 单 纯 的 支 架 结 构 改 革 或 支 护 方 法的 改 进 ， 而 是 一 套 综 合 的 隧 道

14、 施 工 方 法 ， 更确 切 地 说 是 一 套 使 用 断 面 为 50150m2的 隧道 及 大 断 面 的 地 下 工 程 设 计 、 掘 进 、 衬 砌 、测 试 相 结 合 的 完 整 新 概 念 。 基 本 原 理 为 支 架 与 围 岩 共 同 作 用 原 理 。 新 奥 法 三 要 素 ： 喷 射 混 凝 土 、 锚 杆 支 护 、 监测 20 三 、 松 软 岩 层 巷 道 施 工 实 例 北 皂 煤 矿 软 岩 巷 道 施 工 岩 石 强 度 都 很 低 ， 普 氏 系 数 煤 1顶 板 炭 质 泥 岩 、 煤 2顶 板 含 油 泥 岩 及 煤 3底 板 粘 土 岩 ，

15、均 含 有 粘 土 质 矿 物 蒙 脱 石 ，开 巷 后 易 风 化 脱 水 ， 再 遇 水 就 产 生 膨 胀 。 含 油 泥 岩 ， 蒙 脱 石 含 量 多 ， 而 且 层 厚 大 ， 开巷 后 ， 膨 胀 压 力 大 。 炭 质 泥 岩 和 粘 土 岩 虽 含 有 蒙 脱 石 ， 但 因 强 度略 大 ， 厚 度 略 小 ， 故 膨 胀 压 力 显 现 也 较 小 。 21 2. 施 工 方 法 棚 式 支 架 和 料 石 砌 碹 锚 喷 支 护 +光 爆 （ 较 稳 定 岩 层 ） 。 泥 岩 和 粘 土 岩 小 断 面 ： 锚 喷 网 （ 4mm） ； 大 断 面 ： 锚 喷 +钢

16、筋 网 （ 12mm钢 筋 ） 。 炭 质 泥 岩 和 含 油 泥 岩 锚 喷 网 架 联 合 支 护 ； 开 心 炮 +风 镐 掘 进 。 锚 杆 2.0m+钢 筋 网 +初 喷 ； 槽 钢 钢 架 ， 间 距 复 喷 。 二 次 支 护 ， 修 复 破 损 支 护 ， 喷 射 混 凝 土 。 底 鼓 料 石 砌 筑 底 拱 ， 和 二 次 支 护 一 起 施 工 。 22 锚 喷 网 架 联 合 支 架 23 （ 二 ） 舒 兰 矿 区 松 岩 层 巷 道 施 工 第 三 纪 中 新 统 含 煤 地 层 。 松 软 岩 石 以 未 胶 结 的 疏 松 含 水 砂 岩 为 主 ， 其 次 为

17、 半 胶 结 的 粉砂 岩 、 半 坚 硬 的 砂 页 岩 以 及 粘 土 质 页 岩 。 其 中 半 胶 结 和 未 胶结 的 砂 岩 ， 质 地 疏 松 ， 开 挖 后 易 溃 散 ； 未 胶 结 的 粉 砂 岩 遇 水后 呈 片 状 崩 解 ； 粘 土 质 页 岩 具 有 塑 性 膨 胀 的 特 点 。 随 着 开 采 深 度 的 增 加 ， 地 压 有 明 显 的 增 大 。 在 遇 水 膨 胀 的 围岩 中 ， 底 鼓 现 象 也 很 严 重 ， 一 般 巷 道 底 鼓 速 度 为 60l00mm/月 。 采 场 动 压 对 相 邻 巷 道 的 影 响 也 很 严 重 ， 动 压 波

18、 及 范 围 远 大 于一 般 矿 井 ， 片 盘 斜 井 一 侧 的 保 护 煤 柱 宽 达 60 70m， 仍 能 受到 采 动 压 力 的 影 响 。 24 直 墙 -曲 墙 暗 斜 井 井 筒 断 面 选 用 曲 墙 、 半 圆 拱 加 底 拱 ，形 成 近 似 圆 形 断 面 ， 如 图 9-9所 示 。 25 “ 条 带 碹 ” 代 替 常 用 的 料 石 碹 砌 碹 条 带 之 间 的 空 段 是 卸 压 通 道 ， 支 让 结 合 。 26 （ 三 ） 沈 北 前 屯 煤 矿 软 岩 巷 道 施工 顶 板 为 厚 80m的 黑 灰 色 泥 质 页 岩 ， 底 板 为40 100

19、m的 粘 土 页 岩 和 亚 粘 土 质 页 岩 ， 含有 蒙 脱 石 和 伊 利 石 。 风 干 脱 水 后 再 遇 到 水 的 作 用 时 ， 均 产 生 膨 胀和 崩 解 现 象 ， 当 含 水 率 增 大 时 ， 其 力 学 强 度降 低 ， 塑 性 增 大 ， 最 后 变 为 流 动 状 态 。 巷 道 开 掘 后 ， 围 岩 向 巷 道 空 间 大 量 移 动 ， 如不 采 用 封 闭 支 架 ， 巷 道 顶 板 一 直 不 停 的 冒 落 ，甚 至 波 及 地 表 ， 难 以 形 成 较 稳 定 的 平 衡 状 态 。 27 木 板 砌 缝 的 花 岗 岩 料 石 碹u采 用 木

20、 板 砌 缝 的 花 岗 岩 料 石 碹 ， 以 柔 刚 结合 的 支 架 结 构u形 式 来 适 应 较 大 的 变 形 地 压 ；u采 用 风 镐 法 掘 进 ， 防 止 围 岩 受 到 震 动 而 失稳 ；u及 时 排 除 巷 道 中 的 积 水 ， 减 少 岩 石 遇 水 膨胀 的 程 度 ；u合 理 选 择 巷 道 位 置 ， 减 少 支 承 压 力 的 影 响 。 28 （ 四 ） 金 川 二 矿 区 松 散 围 岩 巷 道施 工 震 旦 系 古 老 结 晶 变 质 岩 系 ， 历 次 构 造 运 动 给 本 区 留 下 了 以 断裂 为 主 的 构 造 形 迹 ， 大 小 断 层

21、 裂 隙 纵 横 交 错 ， 整 体 性 差 ， 地应 力 大 ， 开 掘 后 呈 现 严 重 松 散 和 内 向 挤 压 ， 围 岩 变 形 量 大 ，具 有 明 显 的 流 变 性 ， 给 巷 道 维 护 带 来 极 大 的 困 难 ， 严 重 地 影响 矿 区 建 设 速 度 由 初 始 支 护 和 二 次 支 护 组 成 。 初 始 支 护 采 用 钢 筋 网 喷 射 混 凝土 和 锚 杆 ， 初 始 支 护 后 ， 巷 道 变 形 仍 处 于 等 速 发 展 时 ， 应 考虑 用 锚 杆 补 强 ， 调 整 初 始 支 护 参 数 。 当 变 形 速 度 处 于 明 显 减 小 或

22、月 收 敛 量 为 几 毫 米 时 ， 再 进 行 二次 支 护 比 较 合 适 。 在 金 川 的 地 质 条 件 下 ， 二 次 支 护 的 时 间 大约 在 120天 以 后 29 金 川 二 矿 区 松 散 围 岩 巷 道 施 工 30 揭 开 煤 与 瓦 斯 突 出 煤 层 的 施 工 方法一 、 概 述 煤 和 瓦 斯 突 出 是 在 煤 矿 井 下 采 掘 过 程 中 发 生 的 一 种 煤 和 瓦 斯的 突 然 运 动 ， 它 是 一 种 极 复 杂 的 动 力 现 象 ， 即 在 极 短 的 时 间内 ， 由 煤 体 向 巷 道 中 突 然 喷 出 大 量 的 煤 和 瓦 斯

23、 。 煤 和 瓦 斯 突 出 的 原 因 ： 地 压 构 造 应 力 和 矿 山 压 力 ， 瓦 斯 含 量及 瓦 斯 压 力 ， 岩 石 及 煤 的 物 理 力 学 性 质 我 国 煤 和 瓦 斯 突 出 煤 层 具 有 下 列 特 征 ： 煤 和 瓦 斯 突 出 往 往 发生 在 地 质 变 化 比 较 剧 烈 、 地 应 力 较 大 的 地 区 ， 例 如 褶 曲 向 、背 斜 的 轴 部 和 断 层 破 碎 带 ； 煤 质 松 软 ， 干 燥 且 瓦 斯 含 量 多 、压 力 高 就 容 易 突 出 ： 开 采 深 度 愈 大 ， 煤 层 愈 厚 ， 倾 角 愈 大 ，突 出 的 次

24、数 就 愈 多 ， 强 度 愈 大 ， 煤 体 受 到 外 力 震 动 、 冲 击 时 ，也 容 易 发 生 突 出 。 31 突 出 预 防 措 施危 害 ： 高 压 瓦 斯 流 ， 能 摧 毁 巷 道 ， 造 成 风 流 逆 转 、 破 坏 矿 井通 风 系 统 ； 井 巷 充 满 瓦 斯 ， 造 成 人 员 窒 息 ， 引 起 瓦 斯 燃 烧 或爆 炸 ； 喷 出 的 煤 岩 ， 造 成 煤 流 埋 人 ； 猛 烈 的 动 力 效 应 可 能 导致 冒 顶 和 火 灾 事 故 的 发 生 。 预 防 煤 和 瓦 斯 突 出 的 措 施 可 分 两 大 类 ， 即 区 域 性 预 防 措

25、施 和局 部 性 预 防 措 施 。区 域 性 预 防 措 施 主 要 是 开 采 解 放 层 ， 瓦 斯 排 放 （ 抽 采 ） 、 改变 煤 体 结 构 、 转 移 应 力 32 二 、 石 门 揭 开 突 出 煤 层 的 施 工 方法 MG规 定 ： 石 门 的 位 置 应 尽 量 避 免 选 择 在 地 质 变 化 区 ， 掘 进 工作 面 距 煤 层 10m以 外 时 ， 至 少 打 两 个 穿 透 煤 层 全 厚 的 钻 孔 以便 确 切 掌 握 煤 层 赋 存 条 件 和 瓦 斯 情 况 ， 掘 进 工 作 面 距 煤 层 5m以 外 ， 应 测 定 煤 层 的 瓦 斯 压 力

26、； 掘 进 工 作 面 距 煤 层 之 间 必 须保 持 一 定 的 岩 柱 ， 急 倾 斜 煤 层 为 2m， 缓 倾 斜 及 倾 斜 煤 层 为 。（ 一 ） 震 动 放 炮 或 远 距 离 爆 破 揭 煤 实 质 就 是 在 掘 进 工 作 面 上 多 打 眼 、 多 装 药 ， 全 断 面 一 次 爆 破 ，揭 开 煤 层 ， 并 且 利 用 放 炮 所 产 生 的 强 裂 震 动 ， 在 人 员 撤 离 到安 全 地 点 的 条 件 下 ， 来 诱 导 煤 和 瓦 斯 突 出 ， 以 保 证 作 业 的 安全 33 震 动 放 炮 或 远 距 离 爆 破 揭 煤 给 炸 开 岩 柱

27、揭 开 煤 层 创 造 条 件 ， 在 石 门 接 近安 全 岩 柱 以 后 ， 尽 量 把 工 作 面 刷 成 和 煤 层 倾角 相 近 的 斜 面 或 台 阶 ， 如 图 9-12所 示 。 34 震 动 放 炮 的 炮 眼 布 置 方 法 1.炮 眼 个 数 较 一 般 爆 破 的 炮 眼 数 约 多 2倍 。 2.煤 眼 和 岩 眼 要 交 错 相 间 排 列 ， 顺 序 爆 破 。 3.总 炮 跟 中 煤 眼 和 岩 眼 的 比 例 大 致 为 l： 2。 4.炮 眼 的 密 度 ， 巷 道 顶 部 小 于 底 部 ， 周 边 眼大 于 中 部 。 5.透 煤 炮 眼 深 度 应 超

28、 过 岩 柱 ， 如 煤 层 相 当 厚 ,可 进 入 煤 层 2 3m。 6.石 门 周 边 眼 应 适 当 密 一 些 ， 以 保 证 爆 破 后石 门 周 边 轮 廓 整 齐 ， 避 免 修 整 石 门 周 边 时 发生 突 出 。 7.岩 眼 眼 底 应 距 煤 层 100 200mm， 不 应 透 煤 ，如 已 透 煤 ， 则 应 停 止 钻 进 ， 并 在 眼 底 填 塞100 200mm长 的 炮 泥 。 35 急 倾 斜 岩 层 中 一 次 穿 透 岩 柱 及 煤层 的 炮 眼 布 置 36 采 用 震 动 放 炮 应 注 意 的 几 个 问 题 1.震 动 放 炮 必 须 所

29、 有 炮 眼 一 次 起 爆 ， 炸 开 石门 的 全 断 面 岩 柱 和 煤 层 的 全 厚 。 2.当 发 现 工 作 面 的 岩 层 特 别 破 碎 ， 有 突 出 预兆 ， 应 立 即 停 止 作 业 ， 人 员 撤 离 至 安 全 地 区 。 3.当 煤 层 的 厚 度 在 lm以 下 时 ， 必 须 全 部 随 岩柱 一 次 崩 开 ； 当 煤 层 水 平 厚 度 在 lm以 上 时 ，应 至 少 有 有 lm的 煤 层 随 岩 柱 揭 出 。 4.在 缓 斜 ， 倾 斜 煤 层 中 沿 底 板 或 顶 板 揭 煤 时 ，可 能 岩 柱 一 次 没 有 全 部 揭 开 ， 留 有

30、“ 门 坎 ”或 “ 门 帘 ” 时 ， 要 特 别 小 心 。 37 采 用 震 动 放 炮 应 注 意 的 几 个 问 题 5.每 次 震 动 放 炮 都 应 对 作 详 细 记 录 ， 以 便 总结 经 验 和 分 析 。 6.震 动 放 炮 只 准 使 用 带 食 盐 被 筒 的 煤 矿 安 全炸 药 ， 雷 管 事 先 要 严 格 检 查 和 分 组 。 7.MG规 定 ： 石 门 揭 开 突 出 危 险 的 煤 层 时 ，掘 进 工 作 面 必 须 有 独 立 的 回 风 系 统 ， 8.为 了 限 制 突 出 规 模 ， 人 为 地 降 低 突 出 强 度 ，可 在 距 工 作

31、面 4 5m的 地 方 构 筑 木 垛 或 金 属栅 栏 。 9.人 员 撤 离 范 围 ， 应 根 据 突 出 的 危 险 程 度 和通 风 系 统 给 以 规 定 。 38 （ 二 ） 金 属 骨 架 用 于 石 门 揭 穿 煤 层 的 一 种 超 前 支 架 当 石 门 掘 进 距 离 煤 层 2m时 ， 停 止 掘 进 ， 在 其 顶 部 和 两 帮 上打 一 排 或 两 排 直 径 为 70 l00mm、 彼 此 相 距 200 300mm的钻 孔 。 钻 孔 钻 透 煤 层 并 穿 入 顶 板 岩 层 300 500 ， 孔 内 插入 直 径 为 50 70mm的 钢 管 或 钢

32、轨 。 钢 管 或 钢 轨 的 尾 部 固 定在 用 锚 杆 支 撑 的 钢 轨 环 上 ， 也 可 固 定 在 其 它 专 门 支 架 上 ， 然后 一 次 揭 开 煤 层 。 一 般 配 合 震 动 放 炮 ， 一 次 揭 开 煤 层 。 应 用 于 地 压 和 瓦 斯 压 力 不 太 大 的 急 倾 斜 薄 煤 厚 和 中 厚 煤 层 ，其 效 果 是 比 较 好 的 ； 在 倾 斜 厚 煤 层 中 ， 因 骨 架 长 度 过 大 ， 易于 挠 曲 ， 不 能 有 效 地 阻 止 煤 体 的 位 移 ， 所 以 预 防 突 出 能 力 较差 39 （ 三 ） 钻 孔 排 放 石 门 工

33、作 面 掘 到 距 煤 层 适 当 距 离 停 止 掘 进 ，向 煤 层 打 适 当 数 量 的 排 放 瓦 斯 钻 孔 ， 在 一 定范 围 内 形 成 卸 压 带 ， 降 低 煤 体 中 的 瓦 斯 压 力 ，缓 和 煤 体 应 力 ， 以 防 止 煤 和 瓦 斯 突 出 。 这 一方 法 适 用 于 煤 层 松 软 透 气 性 较 大 的 中 厚 煤 层 。 排 放 钻 孔 数 目 可 按 式 计 算 ： 式 中 ： N石 门 全 断 面 排 放 瓦 斯 钻 孔 的 总 数 ； K系 数 ， 一 般 取 ； S 1应 排 放 瓦 斯 的 面 积 m （ 石 门 周 围 范 围内 ） ；

34、S2一 个 钻 孔 可 排 放 瓦 斯 面 积 ， m2。40 21SSKN 12SN K S 图 9-15 天 府 煤 矿 排 放 瓦 斯 钻 孔 布置 图 41 0号 孔 -测 压 孔 ；1 25号 孔 -排放 瓦 斯 孔 （ 四 ） 水 力 冲 孔在 石 门 岩 柱 未 揭 开 之 前 ， 利 用 岩 柱 作 安 全 屏障 ， 向 突 出 煤 层 打 钻 ， 并 利 用 射 入 的 高 压 水 ，诱 导 煤 和 瓦 斯 从 排 煤 管 中 进 行 小 突 出 ， 这 样在 煤 体 内 部 就 引 起 强 烈 地 移 动 ， 在 孔 洞 周 围形 成 卸 压 带 ， 解 除 了 煤 体 压

35、 力 紧 张 状 态 ， 从而 消 除 了 煤 和 瓦 斯 突 出 的 危 险 。 这 种 方 法 用于 揭 开 具 有 自 喷 现 象 的 软 煤 层 ， 比 较 安 全 可靠 。水 力 冲 孔 工 艺 流 程 见 图 9-16所 示 。 42 水 力 冲 孔 工 艺 流 程 43 三 、 沿 突 出 煤 层 掘 进 平 巷 的 技 术措 施（ 一 ） 震 动 放 炮 和 松 动 爆 破 对 于 煤 质 较 坚 硬 、 透 气 性 较 差 、 顶 板 良 好 的煤 层 ， 其 突 出 的 原 因 主 要 是 地 压 的 作 用 ， 掘进 时 ， 可 以 采 用 震 动 放 炮 措 施 。 震

36、 动 放 炮 炮 眼 深 度 一 般 为 ， 炮 眼 装 药 量 控制 在 每 米 炮 眼 不 超 过 ， 为 提 高 爆 破 效 果 ， 应采 用 延 期 总 时 间 不 超 过 130ms的 毫 秒 雷 管 起爆 。 震 动 放 炮 在 急 倾 斜 薄 煤 层 和 缓 倾 斜 中 厚 煤 层的 炮 眼 布 置 见 图 9-17所 示 。 44 松 动 爆 破 在 震 动 放 炮 的 基 础 上 ， 在 煤 体 深 部 的 应 力 集中 带 内 ， 布 置 几 个 长 炮 眼 进 行 爆 破 ， 其 目 的在 于 利 用 炸 药 爆 炸 能 量 破 坏 煤 体 前 方 的 应 力集 中 带

37、， 以 便 在 工 作 面 前 方 造 成 较 长 的 卸 压带 ， 以 预 防 突 出 的 发 生 。 此 外 深 孔 炸 药 的 爆 破 还 可 以 在 炮 眼 周 围 形 成破 碎 圈 和 松 动 圈 ， 如 图 9-18所 示 ， 这 有 利 于缓 和 煤 体 应 力 和 排 放 瓦 斯 ， 对 防 止 突 出 也 是有 利 的 。 45 松 动 爆 破 MG规 定 ， 采 用 松 动 爆 破 时 ， 超 前 于 掘 进 工 作面 的 距 离 不 得 小 于 5m。 46 （ 二 ） 超 前 支 架在 工 作 面 前 方 巷 道 顶 部 事 先 打 上 一 排 超 前 支架 ， 在 掘

38、 进 道 程 中 使 支 架 的 最 小 超 前 距 离 保持 ， 掘 进 工 作 始 终 在 超 前 支 架 保 护 下 进 行 ，从 而 避 免 了 因 巷 道 顶 部 煤 体 的 垮 落 而 引 起 突出 。 47 （ 三 ） 大 直 径 超 前 钻 孔 工 作 面 前 方 始 终 保 持 一 定数 量 和 一 足 深 度 的 大 直 径超 前 钻 孔 ， 能 够 引 起 煤 体应 力 重 新 分 布 ， 使 巷 道 应力 集 中 带 移 至 煤 体 深 部 ，在 钻 孔 周 围 造 成 卸 压 带 ，同 时 ， 又 能 排 放 钻 孔 周 围煤 体 内 的 瓦 斯 ， 降 低 瓦 斯压

39、 力 ， 可 以 消 除 突 出 的 危险 。 48 （ 四 ） 水 力 冲 孔 突 出 煤 层 中 掘 进 煤 巷 应 用 水 力 冲 孔 效 果 很 好 ， 它 的 作 用 原 理与 石 门 揭 煤 水 力 冲 孔 完 全 相 同 ， 其 布 孔 方 式 如 下 图 。 煤 矿安 全 规 程 规 定 ， 水 力 冲 孔 开 始 时 ， 工 作 面 的 前 方 应 保 持 不小 于 5m的 安 全 煤 柱 。 每 循 环 煤 巷 掘 进 进 尺 ， 要 以 本 层 冲 孔 的最 可 靠 范 围 而 定 ， 在 任 何 情 况 下 ， 都 保 持 不 小 于 5m的 超 前 距离 。 49 巷

40、 道 维 护 与 维 修一 、 巷 道 破 坏 分 析 和 维 护 原 理（ 一 ） 巷 道 破 坏 分 析引 起 巷 道 变 形 破 坏 的 重 要 因 素 ： 1.开 拓 布 局 （ 1） 巷 道 位 置 选 择 ， 应 布 置 在 坚 硬 岩 层 中 。 （ 2） 煤 岩 柱 留 设 尺 寸 和 巷 道 密 度 2.采 动 影 响 是 巷 道 变 形 最 重 要 的 因 素 。 3.深 部 地 压 4.地 质 构 造 此 外 巷 道 的 支 护 形 式 和 参 数 50 （ 二 ） 巷 道 维 护 原 理支 护 体 系 、 支 护 结 构 和 参 数 以 及 工 艺 过 程 应适 应 围

41、 岩 变 形 后 的 力 学 状 态 ， 确 保 支 护 特 性和 围 岩 变 形 力 学 特 征 相 适 应 ， 最 大 限 度 的 发挥 围 岩 的 自 承 能 力 和 支 护 体 系 支 撑 能 力 ， 控制 围 岩 变 形 。1.加 固 浅 层 围 岩 。2.充 分 利 用 和 发 挥 深 部 围 岩 的 承 载 能 力 。3.综 合 治 理 ， 联 合 支 护 ， 长 期 监 控 。 51 二 、 巷 道 维 护 与 维 修 常 用 维 护 技 术 有 ： 主 动 支 护 ， 如 锚 网 喷 支 护 ， 锚 注 加 固 、 锚 梁 网 加锚 索 联 合 支 护 等 ， 适 用 于 围

42、 岩 裂 隙 不 发 育 ， 松 动圈 小 且 锚 杆 孔 成 孔 率 高 的 巷 道 。 被 动 支 护 ， 如 木 棚 支 护 、 工 字 钢 棚 支 护 、 U形 钢棚 支 护 、 碹 体 支 护 等 ， 适 用 于 服 务 时 间 短 、 围 岩裂 隙 发 育 的 巷 道 。 52 1.岩 巷 的 维 护 基 本 方 法 对 围 岩 进 行 加 固 支 护 分 为 采 前 预 加 固 和 采 后 加 固 锚 网 喷 、 注 浆 等 手 段 53 二 、 岩 巷 修 复 改 造 技 术（ 1） 扩 巷 修 复 1） 扩 巷 爆 破 垂 直 巷 道 壁 浅 孔 小 炮 剥 帮 ； 平 行

43、巷 道 壁 深 孔 小 炮 剥 帮 2） 临 时 支 护 ， 喷 浆 、 临 时 棚 架 、 临 时 点 柱 、临 时 锚 杆 支 护 3） 永 久 支 护 ： 锚 、 架 、 碹 、 混 凝 土 浇 筑 54 （ 2） 岩 巷 冒 顶 片 帮 处 理 1） 巷 道 发 生 局 部 冒 顶 事 故 的 处 理 第 一 加 固 好 冒 落 区 前 后 完 好 的 支 架 或 巷 道 。 第 二 及 时 封 顶 控 制 顶 板 的 帽 落 范 围 的 扩 大 。 第 三 采 用 锚 喷 、 砌 碹 支 护 处 理 冒 顶 区 。 55 2） 冒 顶 范 围 较 大 时 的 处 理 小 断 面 快

44、速 修 复 法 56 一 次 成 巷 修 复 法 57 木 垛 法 58 绕 道 法 59 三 、 煤 巷 维 护 与 修 复 煤 巷 锚 网 梁 支 护 巷 道 的 维 护 与 修 复 当 原 有 巷 道 支 护 未 发 生 严 重 破 坏 时 ， 可 采取 卸 载 放 顶 帮 煤 的 方 法 ； 当 原 有 巷 道 支 护 已 经 失 效 ， 简 单 维 护 难 以达 到 预 期 效 果 时 ， 应 进 行 必 要 修 复 ， 卸 载 掉部 分 煤 炭 ， 巷 道 恢 复 变 形 ， 设 棚 架 支 护 ； 发 生 冒 顶 时 ， 需 根 据 围 岩 的 稳 定 程 度 和 帽落 高 度

45、确 定 具 体 方 法 。 60 煤 巷 棚 式 支 架 的 维 护 与 修 复（ 1） 架 棚 巷 道 片 帮 的 处 理 木 垛 法 61 撞 楔 法 62 （ 2） 冒 顶 的 处 理 直 接 顶 帽 落 ， 巷 道 选 出 净 煤 矸 后 ， 恢 复 架 棚支 护 的 方 法 进 行 。 范 围 较 大 时 ， 采 用 ： 超 前 钻 预 先 控 顶 ； 撞 楔 法 63 搭 凉 棚 法 64 （ 三 ） 淋 水 巷 道 的 修 复 首 先 解 决 施 工 安 全 问 题 。 施 工 前 弄 清 水 的 来源 ， 掌 握 水 量 变 化 ， 分 别 处 理 。 岩 石 巷 可 预 注

46、浆 堵 水 、 水 槽 或 水 棚 截 水 ， 砂浆 止 水 。 淋 水 段 可 进 行 初 喷 临 时 支 护 ， 架 棚 支 护 加 大支 护 密 度 提 高 稳 定 性 。 65 （ 四 ） 破 碎 带 巷 道 修 复 撞 楔 法 注 浆 法 ： 水 泥 注 浆 ， 新 进 发 展 的 化 学 注 浆 ：带 发 泡 功 能 66 （ 五 ） 锚 索 支 护 修 复 技 术 1.锚 索 支 护 设 计 2.参 数 确 定 材 料 ： 规 格 ； 锚 固 剂 ； 托 盘 ； 槽 钢 支 护 方 式 选 择 ： 锚 网 后 锚 索 ； 点 锚 索 ； 锚 索 +钢带 支 护 参 数 的 确 定

47、 原 则 ： 最 小 锚 固 长 度 树 脂 锚 长度 大 于 ； 长 度 5-10m； 间 排 距 小 于 长 度 一 半 3.施 工 工 艺 ： 地 面 准 备 ； 钻 孔 ； 锚 固 ； 涨 拉 67 四 、 巷 道 底 臌 的 防 治一 、 加 固 法 1.底 板 锚 杆 681.底 板 锚 杆2.铺 底 沙 浆 层3.倾 斜 锚 杆 2.底 板 注 浆 掘 进 1 2m， 卧 底 挖 槽 向 两 端 打 垂 直 锚 杆 。 向 下 打 2m炮 眼 ， 松 动 爆 破 插 注 浆 管 ， 砌 混 凝 土 注 浆 ， 封 底 板 691.注 浆 管 ；2.混 凝 土 ；3.全 长 锚 固

48、 式锚 杆 ；4.松 动 岩 石 3.封 闭 式 金 属 支 架 70 4.混 凝 土 反 拱 71 （ 二 ） 卸 压 法 1.切 缝 卸 压 2.钻 孔 卸 压 72 3.松 动 爆 破 卸 压 a.底 板 中 部 爆 破 b.底 板 全 面 爆 破 73 4.卸 压 槽 1.硐 室 ： 开 掘 专 门 用 于 卸 压 的 巷 道 或 硐 室 。转 移 附 近 煤 层 开 采 的 采 动 影 响 ， 促 使 采 动 引起 的 应 力 分 布 再 次 重 新 分 布 ， 最 终 使 被 保 护巷 道 处 于 开 掘 卸 压 巷 硐 而 形 成 的 应 力 降 低 区内 2.开 凿 的 小 断 面 巷 道 3.松 动 爆 破 区 74