動壓巷道

動壓巷道

煤礦開採過程中,在高應力狀態下積聚有大量彈性能的煤或岩體,在一定的條件下突然發生破壞、冒落或拋出,而使能量突然釋放,即呈現聲響、震動、以及氣浪等明顯的動力效應。這些現象統稱為煤礦動壓現象。受采動影響或其他動力影響的巷道就叫做動壓巷道。

中文名稱動壓巷道
英文名稱workings subject to dynamic pressure
定  義受采動影響或其他動力影響的巷道。
套用學科煤炭科技(一級學科),煤礦開採(二級學科),礦山壓力與岩層控制(三級學科)

基本介紹

  • 中文名:動壓巷道
  • 外文名:Roadway to dynamic pressure 
  • 釋義:承受煤礦動壓效應的巷道
  • 學科:礦業工程
動壓巷道特點,常見破壞形式,底鼓控制方法,

動壓巷道特點

釆區動壓巷道直接布置在煤層中,這類巷道與一般基本巷道相比具有以下兩個基本特點:
(1)圍岩條件複雜,兩幫是強度很低的煤體,上下淺部圍岩是由力學性質較差的砂質泥岩、泥質頁岩等組成的直接頂和直接底,頂底深部圍岩是力學性質穩定的老頂和老底,這些岩行的力學性質差別很大,強度相差幾倍其至十幾倍;因此,回釆巷道圍岩不能簡化為均勻介質,而是分層性質顯著的岩體;
(2)受載條件複雜,不但受原岩應力的作用,而且還受鄰近工作畫開採形成的固定支承壓力,以及本工作面開採形成的工作畫前方移動支承幾力的作用:圍岩應力為原岩應力的3—8倍。

常見破壞形式

在相同圍岩條件下,動壓巷道比一般基本巷道底鼓更為強烈。主要原因是動壓巷道受到采動影響,因此動壓巷道的底鼓機理更為複雜。
動壓巷道底鼓的主要影響因素是工作面超前支承壓力。超前支承壓力使圍岩塑性區尤其是底角塑性區迅速擴大,而且使巷道淺部底板岩層在拉應變的作用下離層,形成二次水平應力,使離層後的岩層折曲、破碎。底鼓過程是底板岩層的離層、壓曲、破裂,以及破碎岩體在二次水平應力作用下的結構性變形。

底鼓控制方法

(1)加固底角,阻止底角塑性區發展,限制底角岩層流動。研究表明,動壓巷道底角塑性區範圍最大,是影響底鼓的重要因素。影響底角塑性區的主要因素,是工作面超前支承壓力。因此,在巷道掘進期間就必須對底角岩體進行加固,提高其承載能力,能有效地阻止塑性區的發展,限制了底角岩體的塑性流動,也在一定程度上阻止了兩幫的下沉。
(2)加固兩幫減少兩幫的垂直和水平位移,控制底板破碎岩體的峰後結構性變形。在支承壓力的作用下,兩幫岩體,尤其是靠近底板的岩體發生向下的垂直位移和向巷道內的水平位移,擠壓底板使破碎岩體產生結構性變形。加固兩幫可減少兩幫垂直和水平位移,從而控制底板岩體的結構性變形,減少底鼓量。
(3)加固頂板,改變兩幫應力分布,減少兩幫;下沉。研究表明,加固頂板可改變支承壓力在兩幫的分布,降低兩幫應力集中係數,從而減少兩幫下沉,控制底鼓。

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