礦壓巷道維護(hù)原理與支護(hù)技術(shù)PPT課件

1、圖圖8-1 8-1 留煤柱護(hù)巷示意圖留煤柱護(hù)巷示意圖第一節(jié)第一節(jié) 無煤柱護(hù)巷無煤柱護(hù)巷一、護(hù)巷煤柱的穩(wěn)定性一、護(hù)巷煤柱的穩(wěn)定性傳統(tǒng)傳統(tǒng)留煤柱護(hù)巷方法留煤柱護(hù)巷方法：在上區(qū)段運輸平巷和下區(qū)：在上區(qū)段運輸平巷和下區(qū)段回風(fēng)平巷之間留設(shè)一定寬度的煤柱，使下區(qū)段段回風(fēng)平巷之間留設(shè)一定寬度的煤柱，使下區(qū)段平巷避開固定支承壓力峰值區(qū)。平巷避開固定支承壓力峰值區(qū)。第1頁/共90頁（一）（一） 煤柱的載荷煤柱的載荷1 1煤柱載荷的估算煤柱載荷的估算圖圖8-2 8-2 計算煤柱載荷示意圖計算煤柱載荷示意圖 4ctgDHDBp2第2頁/共90頁2 2煤柱寬度的理論計算煤柱寬度的理論計算 方法有：方法有：按煤柱的允許

2、應(yīng)力，煤柱能承受按煤柱的允許應(yīng)力，煤柱能承受的極限載荷；的極限載荷；按煤柱應(yīng)力分布；按煤柱應(yīng)力分布；其它多種方其它多種方法。各種方法的基本觀點都認(rèn)為：煤柱的寬度必法。各種方法的基本觀點都認(rèn)為：煤柱的寬度必須保證煤柱的極限載荷須保證煤柱的極限載荷不超過它的極限強(qiáng)度的不超過它的極限強(qiáng)度的R R。煤柱的寬度煤柱的寬度B B計算式：計算式：hBRctgDHDBBC222. 0778. 04110002hBRctgDHDBBC36. 064. 041100012第3頁/共90頁（二）（二） 煤柱的應(yīng)力分布煤柱的應(yīng)力分布1 1一側(cè)采空煤柱（體）的彈塑性變形區(qū)及垂直應(yīng)力的分布一側(cè)采空煤柱（體）的彈塑性變形區(qū)

3、及垂直應(yīng)力的分布圖圖8-3 8-3 煤柱（體）的彈塑性變形區(qū)及垂直應(yīng)力分布煤柱（體）的彈塑性變形區(qū)及垂直應(yīng)力分布1 1彈性應(yīng)力分布；彈性應(yīng)力分布；2 2彈塑性應(yīng)力分布；彈塑性應(yīng)力分布；破裂區(qū)；破裂區(qū)；塑性區(qū)；塑性區(qū)；彈性區(qū)應(yīng)力升高部分；彈性區(qū)應(yīng)力升高部分；原始應(yīng)力區(qū)原始應(yīng)力區(qū)第4頁/共90頁2 2兩側(cè)采空煤柱的彈塑性變形區(qū)及垂直應(yīng)力的分布兩側(cè)采空煤柱的彈塑性變形區(qū)及垂直應(yīng)力的分布 兩側(cè)均已采空的煤柱，其應(yīng)力分布狀態(tài)主要取決于兩側(cè)均已采空的煤柱，其應(yīng)力分布狀態(tài)主要取決于回采引起的支承壓力影響距離回采引起的支承壓力影響距離L L及煤柱寬度及煤柱寬度B B，主要，主要有三種類型：有三種類型： B B

4、2L2L時（圖時（圖8-48-4） 2L2LB BL L時，見圖時，見圖8-58-5。 B BL L時時( (圖圖8-68-6）, ,受兩側(cè)采動影響時，受兩側(cè)采動影響時，K K值可達(dá)到值可達(dá)到4 45 5以上。以上。第5頁/共90頁圖圖8-4 8-4 煤柱寬度很大時彈塑性變煤柱寬度很大時彈塑性變形區(qū)及垂直應(yīng)力分布形區(qū)及垂直應(yīng)力分布破裂區(qū)；破裂區(qū)；塑性區(qū)；塑性區(qū)；中部為原巖應(yīng)力的彈性區(qū)中部為原巖應(yīng)力的彈性區(qū) 圖圖8-5 8-5 煤柱寬度較大時彈煤柱寬度較大時彈塑性變形區(qū)及垂直應(yīng)力分布塑性變形區(qū)及垂直應(yīng)力分布 破裂區(qū)；破裂區(qū)；塑性區(qū)；塑性區(qū)；應(yīng)力升高的彈性區(qū)應(yīng)力升高的彈性區(qū)第6頁/共90頁圖圖8-

5、6 8-6 寬度較小時煤柱的塑性變形區(qū)及垂直應(yīng)力分布寬度較小時煤柱的塑性變形區(qū)及垂直應(yīng)力分布 破裂區(qū)；破裂區(qū)；塑性區(qū)；塑性區(qū)；彈性區(qū)彈性區(qū) 第7頁/共90頁 圖圖8-7 8-7 煤柱的彈塑性變形區(qū)及應(yīng)力分布煤柱的彈塑性變形區(qū)及應(yīng)力分布 （三）、護(hù)巷煤柱的穩(wěn)定性（三）、護(hù)巷煤柱的穩(wěn)定性(1) (1) 護(hù)巷煤柱的寬度護(hù)巷煤柱的寬度 煤柱寬度影響煤柱的穩(wěn)定性。煤柱寬度影響煤柱的穩(wěn)定性。第8頁/共90頁(2) (2) 護(hù)巷煤柱保持護(hù)巷煤柱保持穩(wěn)定穩(wěn)定的基本條件的基本條件 護(hù)巷煤柱一側(cè)為回采空間，一側(cè)為采準(zhǔn)巷道?；夭煽臻g和采準(zhǔn)巷道在護(hù)巷煤護(hù)巷煤柱一側(cè)為回采空間，一側(cè)為采準(zhǔn)巷道?；夭煽臻g和采準(zhǔn)巷道在護(hù)巷煤

6、柱兩側(cè)形成各自的塑性變形區(qū)，塑性區(qū)的寬度分別為柱兩側(cè)形成各自的塑性變形區(qū)，塑性區(qū)的寬度分別為x x0 0、x x1 1（圖（圖8-78-7）。因此，）。因此，護(hù)巷煤柱保持穩(wěn)定的基本條件是：煤柱兩側(cè)產(chǎn)生塑性變形后，在煤柱中央存在護(hù)巷煤柱保持穩(wěn)定的基本條件是：煤柱兩側(cè)產(chǎn)生塑性變形后，在煤柱中央存在一定寬度的一定寬度的彈性核彈性核，彈性核的寬度應(yīng)不小于煤柱高度的，彈性核的寬度應(yīng)不小于煤柱高度的2 2倍。倍。 xmxB20第9頁/共90頁二、老頂結(jié)構(gòu)與沿空巷道圍巖穩(wěn)定的關(guān)系二、老頂結(jié)構(gòu)與沿空巷道圍巖穩(wěn)定的關(guān)系(1)(1) 在巷道整個服務(wù)時期，隨采面不斷前移，通過巷道頂板對沿空巷道圍巖穩(wěn)在巷道整個服務(wù)時

7、期，隨采面不斷前移，通過巷道頂板對沿空巷道圍巖穩(wěn)定的影響方式和程度差異懸殊。定的影響方式和程度差異懸殊。(2) (2) 沿空巷道頂板巖層處于采空區(qū)上覆巖層結(jié)構(gòu)固支邊與鉸結(jié)邊之間，其頂板沿空巷道頂板巖層處于采空區(qū)上覆巖層結(jié)構(gòu)固支邊與鉸結(jié)邊之間，其頂板巖層斷裂成弧形三角板。巖層斷裂成弧形三角板。(3) (3) 沿空巷道跨度較小，工作面老頂巖層結(jié)構(gòu)對巷道圍巖穩(wěn)定性影響最顯著沿空巷道跨度較小，工作面老頂巖層結(jié)構(gòu)對巷道圍巖穩(wěn)定性影響最顯著, ,老老頂一般可視為亞關(guān)鍵層。頂一般可視為亞關(guān)鍵層。 第10頁/共90頁圖圖8-8 8-8 采空區(qū)上覆巖層結(jié)構(gòu)示意圖采空區(qū)上覆巖層結(jié)構(gòu)示意圖第11頁/共90頁圖圖8-

8、9 8-9 回采工作面傾斜方向支承壓力分布回采工作面傾斜方向支承壓力分布a a頂?shù)装鍨樯皫r頂?shù)装鍨樯皫r b b頂?shù)装鍨槟噘|(zhì)或較破碎的砂質(zhì)頁巖頂?shù)装鍨槟噘|(zhì)或較破碎的砂質(zhì)頁巖 三、沿空掘巷的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律三、沿空掘巷的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律（一）沿傾斜方向支承壓力分布規(guī)律（一）沿傾斜方向支承壓力分布規(guī)律第12頁/共90頁（二）巷道圍巖變形與護(hù)巷煤柱寬度的關(guān)系（二）巷道圍巖變形與護(hù)巷煤柱寬度的關(guān)系表表8-1 8-1 回采巷道保持穩(wěn)定狀態(tài)的護(hù)巷煤柱寬度值回采巷道保持穩(wěn)定狀態(tài)的護(hù)巷煤柱寬度值B/mB/m圖圖8-10 -x8-10 -x關(guān)系曲線示意圖關(guān)系曲線示意圖為巷道為巷道頂?shù)装逡祈數(shù)装逡平剩唤?；x x為護(hù)巷煤

9、為護(hù)巷煤柱寬度柱寬度第13頁/共90頁（三）（三） 沿空掘巷的礦壓顯現(xiàn)沿空掘巷的礦壓顯現(xiàn)1 1沿空掘巷的圍巖應(yīng)力和圍巖變形沿空掘巷的圍巖應(yīng)力和圍巖變形圖圖8-11 8-11 沿空掘巷引起煤幫應(yīng)力重新分布沿空掘巷引起煤幫應(yīng)力重新分布 1 1掘巷前的應(yīng)力分布掘巷前的應(yīng)力分布 2 2掘巷后的應(yīng)力分布掘巷后的應(yīng)力分布 破裂區(qū)；破裂區(qū)；塑性區(qū)；塑性區(qū)；彈性區(qū)；彈性區(qū)；4 4原巖應(yīng)力增高部分原巖應(yīng)力增高部分第14頁/共90頁 圖圖8-12 8-12 窄煤柱護(hù)巷引起煤幫應(yīng)力重新分布窄煤柱護(hù)巷引起煤幫應(yīng)力重新分布 1 1掘巷前的應(yīng)力分布掘巷前的應(yīng)力分布 2 2掘巷后的應(yīng)力分布掘巷后的應(yīng)力分布 2 2窄煤柱巷道

10、的圍巖應(yīng)力和圍巖變形窄煤柱巷道的圍巖應(yīng)力和圍巖變形 窄煤柱巷道是指巷道與采空區(qū)之間保留窄煤柱巷道是指巷道與采空區(qū)之間保留5 58m8m寬寬的煤柱。巷道掘進(jìn)前，采空區(qū)附近沿傾斜方向煤的煤柱。巷道掘進(jìn)前，采空區(qū)附近沿傾斜方向煤體內(nèi)應(yīng)力分布（圖體內(nèi)應(yīng)力分布（圖8-128-12中中1 1）。最終應(yīng)力分布狀）。最終應(yīng)力分布狀態(tài)如圖態(tài)如圖8-128-12中中2 2所示。所示。第15頁/共90頁圖圖8-13 8-13 完全沿空掘巷完全沿空掘巷 圖圖8-14 8-14 留小煤墻沿空掘巷留小煤墻沿空掘巷沿空掘巷的二種方式：完全沿空、留小煤柱。沿空掘巷的二種方式：完全沿空、留小煤柱。第16頁/共90頁四、沿空留巷

11、的礦壓顯現(xiàn)四、沿空留巷的礦壓顯現(xiàn)1 1采動時期的受力狀況采動時期的受力狀況 沿空留巷是在上區(qū)段工作面采過后，通過加沿空留巷是在上區(qū)段工作面采過后，通過加強(qiáng)支護(hù)或采用其它有效方法，將上區(qū)段工作面運強(qiáng)支護(hù)或采用其它有效方法，將上區(qū)段工作面運輸平巷保留下來，供下區(qū)段工作面回采時作為回輸平巷保留下來，供下區(qū)段工作面回采時作為回風(fēng)平巷（圖風(fēng)平巷（圖8-158-15）。）。2 2沿空留巷的頂板下沉規(guī)律沿空留巷的頂板下沉規(guī)律 回采工作面推進(jìn)引起的上覆巖層運動，其發(fā)回采工作面推進(jìn)引起的上覆巖層運動，其發(fā)展是自下而上的，上部具有明顯的滯后現(xiàn)象，沿展是自下而上的，上部具有明顯的滯后現(xiàn)象，沿空留巷的頂板會在較長時間

12、內(nèi)受到老頂上覆巖層空留巷的頂板會在較長時間內(nèi)受到老頂上覆巖層運動的影響。運動的影響。 第17頁/共90頁圖圖8-15 8-15 沿空留巷工作面巷道平面布置圖沿空留巷工作面巷道平面布置圖a a走向長壁走向長壁沿空留巷沿空留巷 b b傾斜長壁傾斜長壁沿空留巷沿空留巷 第18頁/共90頁五、沿空留巷五、沿空留巷巷旁支護(hù)形式巷旁支護(hù)形式1 1 巷旁支護(hù)的作用巷旁支護(hù)的作用 巷旁支護(hù)是指在巷道斷面范圍以外，與采區(qū)巷旁支護(hù)是指在巷道斷面范圍以外，與采區(qū)交界處架設(shè)的一些特殊類型的支架或人工構(gòu)筑交界處架設(shè)的一些特殊類型的支架或人工構(gòu)筑物。物。主要作用主要作用：控制直接頂?shù)碾x層和及時切斷直接：控制直接頂?shù)碾x層和

13、及時切斷直接頂板，使垮落矸石在采空區(qū)內(nèi)充填支撐老頂，頂板，使垮落矸石在采空區(qū)內(nèi)充填支撐老頂，減少上覆巖層的彎曲下沉。減少巷內(nèi)支護(hù)所承減少上覆巖層的彎曲下沉。減少巷內(nèi)支護(hù)所承受的載荷，保持巷道圍巖穩(wěn)定。同時為了生產(chǎn)受的載荷，保持巷道圍巖穩(wěn)定。同時為了生產(chǎn)安全，及時封閉采空區(qū)，防止漏風(fēng)和煤炭自燃安全，及時封閉采空區(qū)，防止漏風(fēng)和煤炭自燃發(fā)火，避免采空區(qū)內(nèi)有害氣體逸出發(fā)火，避免采空區(qū)內(nèi)有害氣體逸出 。第19頁/共90頁2 2巷旁支護(hù)的類型和適用條件巷旁支護(hù)的類型和適用條件 木垛支護(hù)、密集支柱支護(hù)、矸石帶支護(hù)、混凝土木垛支護(hù)、密集支柱支護(hù)、矸石帶支護(hù)、混凝土砌塊支護(hù)及整體澆注巷旁充填等方式。砌塊支護(hù)及整

14、體澆注巷旁充填等方式。除整體澆注巷旁充填，其它方式有下缺點：增除整體澆注巷旁充填，其它方式有下缺點：增阻速度慢、支承能力低、密封性能差、木材消耗多阻速度慢、支承能力低、密封性能差、木材消耗多和機(jī)械化程度不高。和機(jī)械化程度不高。適用條件（見適用條件（見P226P226；略）；略）3 3整體澆注巷旁充填技術(shù)整體澆注巷旁充填技術(shù) 整體澆注巷旁充填技術(shù)具有增阻速度快、支承能整體澆注巷旁充填技術(shù)具有增阻速度快、支承能力大、密封性能好和機(jī)械化程度高等優(yōu)點，使發(fā)展力大、密封性能好和機(jī)械化程度高等優(yōu)點，使發(fā)展沿空留巷技術(shù)的關(guān)鍵問題得到解決。沿空留巷技術(shù)的關(guān)鍵問題得到解決。第20頁/共90頁第二節(jié)第二節(jié) 巷道圍

15、巖卸壓巷道圍巖卸壓 一、跨巷回采進(jìn)行巷道卸壓一、跨巷回采進(jìn)行巷道卸壓1 1跨巷回采卸壓的機(jī)理跨巷回采卸壓的機(jī)理 根據(jù)采面不斷移動的特點以及巷道系統(tǒng)優(yōu)化布置的原則，將位于巷道上方根據(jù)采面不斷移動的特點以及巷道系統(tǒng)優(yōu)化布置的原則，將位于巷道上方的采煤工作面進(jìn)行跨采，使其下巷道經(jīng)歷一段時間的高應(yīng)力作用后，長期處于的采煤工作面進(jìn)行跨采，使其下巷道經(jīng)歷一段時間的高應(yīng)力作用后，長期處于應(yīng)力降低區(qū)內(nèi)?？绮傻男Ч饕Q于巷道與上方跨采面的相對位置。應(yīng)力降低區(qū)內(nèi)?？绮傻男Ч饕Q于巷道與上方跨采面的相對位置。第21頁/共90頁2 2、跨巷回采的應(yīng)用及礦壓顯現(xiàn)規(guī)律、跨巷回采的應(yīng)用及礦壓顯現(xiàn)規(guī)律 跨巷回采期間，

16、巷道將順次受到跨巷回采期間，巷道將順次受到跨采面的跨采面的超前支承壓力超前支承壓力和和上覆巖層垮落上覆巖層垮落的影響，劇烈影的影響，劇烈影響范圍和程度與開采深度、圍巖的力學(xué)性質(zhì)及響范圍和程度與開采深度、圍巖的力學(xué)性質(zhì)及巷道與開采煤層的法向距離有關(guān)。只要與采空巷道與開采煤層的法向距離有關(guān)。只要與采空區(qū)煤壁邊緣的水平距離適當(dāng)，跨采后巷道可以區(qū)煤壁邊緣的水平距離適當(dāng)，跨采后巷道可以長期處于應(yīng)力降低區(qū)。長期處于應(yīng)力降低區(qū)。第22頁/共90頁圖圖8-16 8-16 區(qū)段煤柱對跨采上山圍巖變形的影響區(qū)段煤柱對跨采上山圍巖變形的影響 1 1不留區(qū)段煤柱、先跨；不留區(qū)段煤柱、先跨；2 2留區(qū)段煤柱、先跨留區(qū)段

17、煤柱、先跨 3 3留區(qū)段煤柱、后跨；留區(qū)段煤柱、后跨；4 4較寬的煤柱維護(hù)上山較寬的煤柱維護(hù)上山第23頁/共90頁圖圖8-17 8-17 切縫對圓形巷道周邊應(yīng)力分布的影響切縫對圓形巷道周邊應(yīng)力分布的影響 （邊界元數(shù)值模擬結(jié)果）（邊界元數(shù)值模擬結(jié)果）a a無切縫；無切縫；b b兩幫切縫；兩幫切縫；c c頂?shù)浊锌p；頂?shù)浊锌p； d d兩幫及頂?shù)淄瑫r切縫兩幫及頂?shù)淄瑫r切縫 二、巷道圍巖開槽卸壓及松動卸壓二、巷道圍巖開槽卸壓及松動卸壓1 1巷道周邊開槽（孔）對圍巖應(yīng)力分布的影響巷道周邊開槽（孔）對圍巖應(yīng)力分布的影響第24頁/共90頁2 2巷道圍巖開槽（孔）卸壓法的應(yīng)用巷道圍巖開槽（孔）卸壓法的應(yīng)用圖圖8

18、-18 8-18 鉆孔卸壓現(xiàn)場試驗結(jié)果鉆孔卸壓現(xiàn)場試驗結(jié)果 1 1未卸壓未卸壓 2 2卸壓鉆孔深卸壓鉆孔深8m 38m 3卸壓鉆孔深卸壓鉆孔深9m 9m 第25頁/共90頁3 3巷道圍巖松動爆破卸壓法的應(yīng)用巷道圍巖松動爆破卸壓法的應(yīng)用 圖圖8-20 8-20 松動爆破卸壓鉆孔布置松動爆破卸壓鉆孔布置 第26頁/共90頁三、利用卸壓巷硐進(jìn)行巷道卸壓三、利用卸壓巷硐進(jìn)行巷道卸壓 利用卸壓巷硐卸壓方法的實質(zhì)是，在被保護(hù)的巷道附近（通常是在其上部、利用卸壓巷硐卸壓方法的實質(zhì)是，在被保護(hù)的巷道附近（通常是在其上部、一側(cè)或兩側(cè)），開掘?qū)ｉT用于卸壓的巷道或硐室。轉(zhuǎn)移附近煤層開采的采動影響，一側(cè)或兩側(cè)），開掘

19、專門用于卸壓的巷道或硐室。轉(zhuǎn)移附近煤層開采的采動影響，促使采動引起的應(yīng)力分布再次重新分布，最終使被保護(hù)巷道處于開掘卸壓巷硐而促使采動引起的應(yīng)力分布再次重新分布，最終使被保護(hù)巷道處于開掘卸壓巷硐而形成的應(yīng)力降低區(qū)內(nèi)。形成的應(yīng)力降低區(qū)內(nèi)。第27頁/共90頁圖圖8-21 8-21 巷道一側(cè)卸壓巷硐的卸壓原理巷道一側(cè)卸壓巷硐的卸壓原理 1 1被保護(hù)巷道；被保護(hù)巷道；2 2卸壓巷道；卸壓巷道；3 3讓壓煤柱；讓壓煤柱； 4 4承載煤柱承載煤柱 1 1在巷道一側(cè)布置卸壓巷硐在巷道一側(cè)布置卸壓巷硐 在護(hù)巷煤柱中與巷道間隔一段距離掘一條卸壓在護(hù)巷煤柱中與巷道間隔一段距離掘一條卸壓巷道，形成的窄煤柱稱為讓壓煤柱

20、，寬煤柱稱為承巷道，形成的窄煤柱稱為讓壓煤柱，寬煤柱稱為承載煤柱。載煤柱。第28頁/共90頁圖圖8-22 8-22 膠帶輸送機(jī)硐室膠帶輸送機(jī)硐室頂部頂部卸壓卸壓1 1輸送機(jī)硐室；輸送機(jī)硐室；2 2卸壓巷道；卸壓巷道；3 3松動爆破區(qū)松動爆破區(qū)2 2在巷道頂部布置卸壓巷硐在巷道頂部布置卸壓巷硐 卸壓巷硐布置在被保護(hù)巷道與上部開采煤層之卸壓巷硐布置在被保護(hù)巷道與上部開采煤層之間間, ,使被保護(hù)巷道避開上部煤層跨采時產(chǎn)生的劇烈使被保護(hù)巷道避開上部煤層跨采時產(chǎn)生的劇烈影響，處于卸壓巷硐形成的應(yīng)力降低區(qū)內(nèi)。影響，處于卸壓巷硐形成的應(yīng)力降低區(qū)內(nèi)。第29頁/共90頁圖圖8-23 8-23 本煤層沿頂板布置卸

21、壓巷道卸壓本煤層沿頂板布置卸壓巷道卸壓表表8-3 8-3 卸壓前后巷道圍巖變形參數(shù)對比卸壓前后巷道圍巖變形參數(shù)對比第30頁/共90頁圖圖8-24 8-24 寬巷（面）掘進(jìn)卸壓寬巷（面）掘進(jìn)卸壓 1 1寬巷（面）掘進(jìn)卸壓后支承壓力分布；寬巷（面）掘進(jìn)卸壓后支承壓力分布；2 2側(cè)巷側(cè)巷3 3、寬面掘巷卸壓、寬面掘巷卸壓 寬面掘巷卸壓通常用于薄煤層的巷道，巷道寬面掘巷卸壓通常用于薄煤層的巷道，巷道掘進(jìn)時把巷道兩側(cè)掘進(jìn)時把巷道兩側(cè)6 68m8m寬的煤采出，將掘巷過寬的煤采出，將掘巷過程中挑頂、臥底的矸石充填到巷道兩側(cè)采出的程中挑頂、臥底的矸石充填到巷道兩側(cè)采出的空間。空間。第31頁/共90頁圖圖8-2

22、5 8-25 掘前預(yù)采巷道布置示意圖掘前預(yù)采巷道布置示意圖 四、掘前預(yù)采的應(yīng)用四、掘前預(yù)采的應(yīng)用第32頁/共90頁第三節(jié)第三節(jié) 巷道金屬支架巷道金屬支架一、巷道支架支護(hù)原理一、巷道支架支護(hù)原理 巷道支架的工作特征與地面工程結(jié)構(gòu)的特巷道支架的工作特征與地面工程結(jié)構(gòu)的特性有著根本性區(qū)別。支架受載的大小不僅取決性有著根本性區(qū)別。支架受載的大小不僅取決于本身的力學(xué)特性（承載能力、剛度和結(jié)構(gòu)特于本身的力學(xué)特性（承載能力、剛度和結(jié)構(gòu)特征），而且與其支護(hù)對象征），而且與其支護(hù)對象圍巖本身的力學(xué)性圍巖本身的力學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系，也就是質(zhì)和結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系，也就是“支架支架- -圍巖圍巖”相相互作用關(guān)系?；プ?/p>

23、用關(guān)系。 第33頁/共90頁2 2“支架支架- -圍巖圍巖”相互作用的基本狀態(tài)相互作用的基本狀態(tài)當(dāng)巷道頂板巖石與上覆巖層離層或脫落時，當(dāng)巷道頂板巖石與上覆巖層離層或脫落時，支架處于支架處于給定載荷給定載荷狀態(tài)。狀態(tài)。當(dāng)巷道頂板巖石與上覆巖層沒有離層或脫當(dāng)巷道頂板巖石與上覆巖層沒有離層或脫落時，支架處于落時，支架處于給定變形給定變形狀態(tài)。狀態(tài)。圖圖8-26 8-26 “支架支架圍巖圍巖”相互作用力學(xué)模型相互作用力學(xué)模型 a a給定載荷狀態(tài)；給定載荷狀態(tài)； b b給定變形狀態(tài)給定變形狀態(tài)第34頁/共90頁3 3“支架支架- -圍巖圍巖”相互作用原理相互作用原理巷道支架系統(tǒng)必須具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和一定的

24、可縮性，巷道支架系統(tǒng)必須具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和一定的可縮性，合理的合理的“支架支架- -圍巖圍巖”相互作用關(guān)系是充分利用圍巖相互作用關(guān)系是充分利用圍巖天然的自承力和承載力。天然的自承力和承載力。圖圖8-27 8-27 為支架與圍巖的相互作用關(guān)系曲線為支架與圍巖的相互作用關(guān)系曲線A彈塑性階段 ； B松動破裂階段 注：、分別為可縮性支架、剛性支架工作特性曲線。這是支架固有的。第35頁/共90頁4 4“支架支架- -圍巖圍巖”相互作用原理的應(yīng)用相互作用原理的應(yīng)用 依據(jù)依據(jù)“支架支架- -圍巖圍巖”相互作用原理，在巷道支相互作用原理，在巷道支護(hù)的工程實踐中發(fā)展了以下實用支護(hù)技術(shù)：護(hù)的工程實踐中發(fā)展了以下實用

25、支護(hù)技術(shù)：（1 1） 實行二次支護(hù)實行二次支護(hù)（2 2） 采用柔性支護(hù)采用柔性支護(hù)（3 3） 強(qiáng)調(diào)主動支護(hù)強(qiáng)調(diào)主動支護(hù)第36頁/共90頁圖圖8-28 8-28 新新U25U25型鋼斷面圖型鋼斷面圖 二、二、巷道金屬支架（一） 礦用支護(hù) U型鋼第37頁/共90頁圖8-29 雙槽形夾板式連接件 a上限位連接件；b中間連接件；c下限位連接件 1上限位塊 2下限位塊 第38頁/共90頁圖圖8-30 8-30 拱形可縮性金屬支架基本結(jié)構(gòu)類型拱形可縮性金屬支架基本結(jié)構(gòu)類型 a a三節(jié)式；三節(jié)式；b b四節(jié)式；四節(jié)式；c c五節(jié)式；五節(jié)式；d d曲腿式；曲腿式；e e非對稱式；非對稱式；f f封閉封閉第39

26、頁/共90頁圖8-31 拱形支架斷面基本參數(shù) 第40頁/共90頁表表8-4 8-4 我國拱形支架斷面基本參數(shù)推薦值我國拱形支架斷面基本參數(shù)推薦值第41頁/共90頁圖圖8-32 8-32 四節(jié)多鉸摩擦可縮支架結(jié)構(gòu)四節(jié)多鉸摩擦可縮支架結(jié)構(gòu) 1 1U U型鋼；型鋼；2 2鉸結(jié)點；鉸結(jié)點；3 3耳卡式連接件耳卡式連接件圖圖8-33 U8-33 U型鋼拱梯形可型鋼拱梯形可 縮性支架斷面參數(shù)縮性支架斷面參數(shù)第42頁/共90頁圖圖8-34 8-34 馬蹄形可縮馬蹄形可縮 性支架性支架 圖圖8-35 8-35 圓形可縮性支架圓形可縮性支架圖圖8-36 8-36 環(huán)形可縮性支架環(huán)形可縮性支架 a a方環(huán)形；方環(huán)

27、形；b b長環(huán)形長環(huán)形第43頁/共90頁三、巷道支架選型三、巷道支架選型1 1金屬支架的承載能力金屬支架的承載能力 金屬支架的承載能力分金屬支架的承載能力分極限承載能力極限承載能力和和實際承實際承載能力載能力。極限承載能力是指支架處于剛性狀態(tài)下。極限承載能力是指支架處于剛性狀態(tài)下所允許的最大承載能力，以支架不出現(xiàn)塑性變形所允許的最大承載能力，以支架不出現(xiàn)塑性變形為標(biāo)準(zhǔn)。實際承載能力是可縮性支架在為標(biāo)準(zhǔn)。實際承載能力是可縮性支架在收縮階段收縮階段表現(xiàn)出的承載能力，由連接件和支架的表現(xiàn)出的承載能力，由連接件和支架的工作狀況工作狀況決定。決定。 表表8-5 8-5 不同載荷形式下直腿式拱形支架支撐效

28、益不同載荷形式下直腿式拱形支架支撐效益第44頁/共90頁2 2支架承載能力的計算支架承載能力的計算 力法力法以靜不定結(jié)構(gòu)中的多余約束力作為基本未知數(shù)，根據(jù)結(jié)構(gòu)的變形條件建以靜不定結(jié)構(gòu)中的多余約束力作為基本未知數(shù)，根據(jù)結(jié)構(gòu)的變形條件建立方程，求解出多余未知力，然后根據(jù)平衡方程求出內(nèi)力。立方程，求解出多余未知力，然后根據(jù)平衡方程求出內(nèi)力。位移法位移法是以靜不定結(jié)構(gòu)中的節(jié)點位移作為基本未知數(shù)，根據(jù)結(jié)點或截面的是以靜不定結(jié)構(gòu)中的節(jié)點位移作為基本未知數(shù)，根據(jù)結(jié)點或截面的平衡條件建立方程，求出位移值，然后根據(jù)結(jié)點位移與內(nèi)力的關(guān)系式求出內(nèi)力。平衡條件建立方程，求出位移值，然后根據(jù)結(jié)點位移與內(nèi)力的關(guān)系式求出內(nèi)

29、力。對于支架形狀、載荷分布比較復(fù)雜的問題，可以選用平面剛架的有限元計算程對于支架形狀、載荷分布比較復(fù)雜的問題，可以選用平面剛架的有限元計算程序計算支架內(nèi)力。序計算支架內(nèi)力。 第45頁/共90頁表表8-6 8-6 各種金屬支架架型的力學(xué)特性和適用條件各種金屬支架架型的力學(xué)特性和適用條件第46頁/共90頁四、金屬支架的拉桿和背板四、金屬支架的拉桿和背板（1 1）拉桿）拉桿 單個支架之間用拉桿使支架沿巷道軸向相互單個支架之間用拉桿使支架沿巷道軸向相互聯(lián)成一體，可以防止支架歪斜、扭轉(zhuǎn)，增加支架聯(lián)成一體，可以防止支架歪斜、扭轉(zhuǎn)，增加支架的縱向約束提高支架的穩(wěn)定性和承載能力。常用的縱向約束提高支架的穩(wěn)定性

30、和承載能力。常用的拉桿有圓鋼拉桿、扁鋼拉桿、角鋼拉桿、可調(diào)的拉桿有圓鋼拉桿、扁鋼拉桿、角鋼拉桿、可調(diào)節(jié)拉桿等。節(jié)拉桿等。 （2 2）背板）背板 背板屬于架間防護(hù)材料，其作用是傳遞巷背板屬于架間防護(hù)材料，其作用是傳遞巷道圍巖載荷，防止架間離散巖塊冒落，使支架受道圍巖載荷，防止架間離散巖塊冒落，使支架受力均勻具有較高的承載能力。背板的種類按力學(xué)力均勻具有較高的承載能力。背板的種類按力學(xué)性質(zhì)可分為剛性、彈性、柔性三種。性質(zhì)可分為剛性、彈性、柔性三種。 第47頁/共90頁第四節(jié)第四節(jié) 巷道錨桿支護(hù)巷道錨桿支護(hù)一、一、錨桿種類錨桿種類和和錨固力錨固力 錨桿錨桿是錨固在巖體內(nèi)維護(hù)圍巖穩(wěn)定的桿狀結(jié)構(gòu)是錨固在

31、巖體內(nèi)維護(hù)圍巖穩(wěn)定的桿狀結(jié)構(gòu)物。對地下工程的圍巖以錨桿作為支護(hù)系統(tǒng)的主物。對地下工程的圍巖以錨桿作為支護(hù)系統(tǒng)的主要構(gòu)件，就形成錨桿支護(hù)系統(tǒng)。要構(gòu)件，就形成錨桿支護(hù)系統(tǒng)。 單體錨桿單體錨桿主要由錨頭（錨固段）、桿體、錨主要由錨頭（錨固段）、桿體、錨尾（外錨頭）、托盤等部件組成。尾（外錨頭）、托盤等部件組成。第48頁/共90頁1 1錨桿的分類錨桿的分類按錨桿的錨固方式分為以下幾種。按錨桿的錨固方式分為以下幾種。 機(jī)械錨固式錨桿：機(jī)械錨固式錨桿：脹殼式錨桿脹殼式錨桿、倒楔式錨桿倒楔式錨桿、楔縫式錨桿楔縫式錨桿。粘結(jié)錨固式錨桿：粘結(jié)錨固式錨桿：樹脂錨桿樹脂錨桿、快硬水泥卷錨桿快硬水泥卷錨桿、水泥砂漿錨

32、桿水泥砂漿錨桿。摩擦錨固式錨桿：摩擦錨固式錨桿：管縫式錨桿管縫式錨桿、水脹式管狀錨水脹式管狀錨桿桿等。等。 第49頁/共90頁2 2錨桿的錨固力錨桿的錨固力（1 1）根據(jù)錨桿對圍巖的約束方式定義錨固力。）根據(jù)錨桿對圍巖的約束方式定義錨固力。托錨力托錨力 粘錨力粘錨力切向錨固力切向錨固力 （2 2）根據(jù)錨桿的錨固作用階段定義錨固力。）根據(jù)錨桿的錨固作用階段定義錨固力。初錨力初錨力 工作錨固力工作錨固力 殘余錨固力殘余錨固力 第50頁/共90頁二、錨桿支護(hù)理論二、錨桿支護(hù)理論（1 1） 懸吊理論懸吊理論錨錨桿桿支支護(hù)護(hù)懸懸吊吊作作用用 第51頁/共90頁（2 2） 組合梁理論組合梁理論層狀層狀頂板

33、頂板錨桿錨桿組合組合梁梁第52頁/共90頁（3 3） 組合拱（壓縮拱）理論組合拱（壓縮拱）理論錨錨桿桿組組合合拱拱原原理理 第53頁/共90頁（4 4）最大水平應(yīng)力理論）最大水平應(yīng)力理論 圖圖8-41 8-41 最大水平應(yīng)力原理最大水平應(yīng)力原理 第54頁/共90頁（5 5） 圍巖強(qiáng)度強(qiáng)化理論圍巖強(qiáng)度強(qiáng)化理論圍巖強(qiáng)度強(qiáng)化理論的要點如下：圍巖強(qiáng)度強(qiáng)化理論的要點如下：(1) (1) 巷道錨桿支護(hù)的實質(zhì)是錨桿和錨固區(qū)域的巖體相互作用形巷道錨桿支護(hù)的實質(zhì)是錨桿和錨固區(qū)域的巖體相互作用形成統(tǒng)一的承載結(jié)構(gòu)。成統(tǒng)一的承載結(jié)構(gòu)。(2) (2) 巷道錨桿支護(hù)可提高錨固體的力學(xué)參數(shù)（巷道錨桿支護(hù)可提高錨固體的力學(xué)參

34、數(shù)（E E、C C、），改），改善被錨固巖體的力學(xué)性能。善被錨固巖體的力學(xué)性能。(3) (3) 巷道圍巖存在巷道圍巖存在破碎區(qū)破碎區(qū)、塑性區(qū)塑性區(qū)和和彈性區(qū)彈性區(qū)，錨桿錨固區(qū)的巖，錨桿錨固區(qū)的巖體則處于這些區(qū)域之中，相應(yīng)錨固區(qū)的巖石強(qiáng)度處于峰后強(qiáng)度體則處于這些區(qū)域之中，相應(yīng)錨固區(qū)的巖石強(qiáng)度處于峰后強(qiáng)度或殘余強(qiáng)度。錨桿支護(hù)使巷道圍巖特別是處于峰后區(qū)圍巖強(qiáng)度或殘余強(qiáng)度。錨桿支護(hù)使巷道圍巖特別是處于峰后區(qū)圍巖強(qiáng)度得到強(qiáng)化，提高峰值強(qiáng)度和殘余強(qiáng)度。得到強(qiáng)化，提高峰值強(qiáng)度和殘余強(qiáng)度。(4) (4) 煤巷錨桿支護(hù)可以改變圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，增加圍壓，從而煤巷錨桿支護(hù)可以改變圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，增加圍壓，從而提高圍

35、巖的承載能力。提高圍巖的承載能力。(5) (5) 巷道圍巖錨固體強(qiáng)度提高以后，可減少巷道周圍破碎區(qū)、巷道圍巖錨固體強(qiáng)度提高以后，可減少巷道周圍破碎區(qū)、塑性區(qū)的范圍和巷道的表面位移，控制圍巖破碎區(qū)、塑性區(qū)的塑性區(qū)的范圍和巷道的表面位移，控制圍巖破碎區(qū)、塑性區(qū)的發(fā)展，從而有利于保持巷道圍巖的穩(wěn)定。發(fā)展，從而有利于保持巷道圍巖的穩(wěn)定。 第55頁/共90頁三、錨桿三、錨桿 （一）（一） 機(jī)械式錨桿機(jī)械式錨桿圖圖8-42 8-42 竹、木楔縫式錨桿竹、木楔縫式錨桿 第56頁/共90頁（二）（二） 摩擦式錨桿摩擦式錨桿（1 1） 縫管式錨桿縫管式錨桿圖圖8-43 8-43 縫管錨桿縫管錨桿 （2 2） 水

36、力膨脹錨桿水力膨脹錨桿圖圖8-44 8-44 水力膨脹錨桿水力膨脹錨桿第57頁/共90頁（三）（三） 粘結(jié)式錨桿粘結(jié)式錨桿圖圖8-45 8-45 高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿結(jié)構(gòu) 1 1 樹脂藥卷；樹脂藥卷；2 2桿體；桿體；3 3穹形球體；穹形球體；4 4托盤；托盤； 5 5塑料；塑料；6 6驅(qū)動螺母驅(qū)動螺母 第58頁/共90頁（1 1） 錨固劑錨固劑 表表8-9 8-9 不同型號錨固劑的凝膠時間不同型號錨固劑的凝膠時間第59頁/共90頁（2 2） 錨桿桿體錨桿桿體圖圖8-46 8-46 端頭錨固式錨桿受力特征端頭錨固式錨桿受力特征1 1內(nèi)錨頭；內(nèi)錨頭；2 2托板托板 圖圖8-47

37、8-47 全長錨固錨桿錨固力分布全長錨固錨桿錨固力分布 1 1托錨力托錨力 2 2剪錨力剪錨力第60頁/共90頁圖圖8-48 8-48 全長錨固錨桿體受力狀態(tài)全長錨固錨桿體受力狀態(tài) 桿體剪應(yīng)力桿體剪應(yīng)力 桿體拉應(yīng)力桿體拉應(yīng)力 圖圖8-49 8-49 不同螺紋鋼錨桿不同螺紋鋼錨桿 錨固力試驗錨固力試驗第61頁/共90頁（3 3） 錨桿托板與螺母錨桿托板與螺母圖圖 8-50 8-50 各種托板形式示意圖各種托板形式示意圖圖圖8-51 8-51 扭矩螺母扭矩螺母第62頁/共90頁（四）（四） 可延伸和可切割、可回收錨桿可延伸和可切割、可回收錨桿圖圖8-52 8-52 套筒摩擦式可延伸錨桿套筒摩擦式可

38、延伸錨桿第63頁/共90頁四、組合錨桿四、組合錨桿（一）錨梁網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)（一）錨梁網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)（1 1） W W型鋼帶型鋼帶圖圖8-53 W8-53 W型鋼帶形狀型鋼帶形狀第64頁/共90頁（3 3）M M型鋼帶型鋼帶 圖圖8-55 M8-55 M型鋼帶斷面形狀型鋼帶斷面形狀 （2 2）鋼筋梯子梁）鋼筋梯子梁圖圖8-54 8-54 鋼筋梯子梁形狀鋼筋梯子梁形狀第65頁/共90頁（二）桁架錨桿支護(hù)（二）桁架錨桿支護(hù) 圖圖8-56 8-56 單式雙拉桿桁架錨桿單式雙拉桿桁架錨桿 1 1錨頭；錨頭；2 2錨桿；錨桿；3 3托架；托架；4 4水平拉桿水平拉桿 第66頁/共90頁圖圖8-57 8-57 復(fù)式

39、桁架錨桿復(fù)式桁架錨桿 1 1錨桿；錨桿；2 2拉桿；拉桿；3 3拉緊器；拉緊器；4 4墊木墊木 第67頁/共90頁圖圖8-58 8-58 交叉桁架錨桿交叉桁架錨桿 第68頁/共90頁圖圖8-59 8-59 桁架錨桿支護(hù)作用力桁架錨桿支護(hù)作用力 第69頁/共90頁五、預(yù)應(yīng)力錨索五、預(yù)應(yīng)力錨索 預(yù)應(yīng)力錨索與普通錨桿相比錨索長度較長，能夠預(yù)應(yīng)力錨索與普通錨桿相比錨索長度較長，能夠錨入深部較穩(wěn)定的巖層中，同時施加較大的預(yù)應(yīng)力。錨入深部較穩(wěn)定的巖層中，同時施加較大的預(yù)應(yīng)力。常見的預(yù)應(yīng)力錨索有脹殼式鋼絞線預(yù)應(yīng)力錨索和砂常見的預(yù)應(yīng)力錨索有脹殼式鋼絞線預(yù)應(yīng)力錨索和砂漿粘結(jié)式預(yù)應(yīng)力錨索。漿粘結(jié)式預(yù)應(yīng)力錨索。 圖

40、圖8-60 8-60 小口徑預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)構(gòu)小口徑預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)構(gòu)第70頁/共90頁六、巷道錨桿支護(hù)設(shè)計六、巷道錨桿支護(hù)設(shè)計（1 1） 工程類比法工程類比法 直接工程類比法是建立在已有工程設(shè)計和直接工程類比法是建立在已有工程設(shè)計和大量工程實踐成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，在地質(zhì)和生產(chǎn)大量工程實踐成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，在地質(zhì)和生產(chǎn)技術(shù)條件及各種影響因素基本一致的情況下，根技術(shù)條件及各種影響因素基本一致的情況下，根據(jù)類似條件的已有經(jīng)驗，進(jìn)行待建工程錨桿支護(hù)據(jù)類似條件的已有經(jīng)驗，進(jìn)行待建工程錨桿支護(hù)類型和參數(shù)設(shè)計。類型和參數(shù)設(shè)計。（2 2） 理論計算法理論計算法第71頁/共90頁（3 3） 系統(tǒng)設(shè)計法系統(tǒng)設(shè)計法系統(tǒng)設(shè)計

41、方法包括系統(tǒng)設(shè)計方法包括6 6個基本部分：個基本部分：地質(zhì)力學(xué)評估地質(zhì)力學(xué)評估，主要是圍巖應(yīng)力狀態(tài)和巖體力，主要是圍巖應(yīng)力狀態(tài)和巖體力學(xué)性質(zhì)評估。學(xué)性質(zhì)評估。初始設(shè)計初始設(shè)計，以有限差分?jǐn)?shù)值模擬分析為主要手，以有限差分?jǐn)?shù)值模擬分析為主要手段，輔以工程類比和理論計算法。段，輔以工程類比和理論計算法。按初始設(shè)計選定的方案進(jìn)行按初始設(shè)計選定的方案進(jìn)行施工施工?，F(xiàn)場監(jiān)測現(xiàn)場監(jiān)測。信息反饋信息反饋與修改、與修改、完善設(shè)計完善設(shè)計。重復(fù)進(jìn)行由初始設(shè)計至信息反饋與修改、完善重復(fù)進(jìn)行由初始設(shè)計至信息反饋與修改、完善設(shè)計步驟。設(shè)計步驟。第72頁/共90頁 第五節(jié)第五節(jié) 軟巖巷道圍巖變形規(guī)律及其支護(hù)技術(shù)軟巖巷道圍

42、巖變形規(guī)律及其支護(hù)技術(shù)一、軟巖的基本屬性一、軟巖的基本屬性(P256)(P256)1 1軟巖的概念軟巖的概念（1 1）地質(zhì)軟巖）地質(zhì)軟巖 （2 2）工程軟巖）工程軟巖2 2軟巖的基本屬性軟巖的基本屬性（1 1）軟化臨界荷載（）軟化臨界荷載（2 2）軟化臨界深度）軟化臨界深度二、軟巖巷道圍巖變形力學(xué)機(jī)制和變形規(guī)律二、軟巖巷道圍巖變形力學(xué)機(jī)制和變形規(guī)律 軟巖巷道圍巖變形力學(xué)機(jī)制軟巖巷道圍巖變形力學(xué)機(jī)制(1)(1)膨脹變形機(jī)制膨脹變形機(jī)制(2)(2)應(yīng)力擴(kuò)容變形機(jī)制應(yīng)力擴(kuò)容變形機(jī)制 (3)(3)結(jié)構(gòu)變形機(jī)制結(jié)構(gòu)變形機(jī)制 第73頁/共90頁表表8-13 8-13 軟巖類型及變形特性軟巖類型及變形特性第

43、74頁/共90頁三、軟巖巷道支護(hù)技術(shù)三、軟巖巷道支護(hù)技術(shù)（一）軟巖巷道支護(hù)技術(shù)特點（一）軟巖巷道支護(hù)技術(shù)特點確定軟巖變形力學(xué)機(jī)制的復(fù)合型式。確定軟巖變形力學(xué)機(jī)制的復(fù)合型式。將復(fù)合型變形力學(xué)機(jī)制轉(zhuǎn)化為單一型。將復(fù)合型變形力學(xué)機(jī)制轉(zhuǎn)化為單一型。運用復(fù)合型變形力學(xué)機(jī)制的轉(zhuǎn)化技術(shù)。運用復(fù)合型變形力學(xué)機(jī)制的轉(zhuǎn)化技術(shù)。 ( (二）軟巖巷道支護(hù)原理二）軟巖巷道支護(hù)原理 （1 1）巷道支護(hù)原理）巷道支護(hù)原理 軟巖巷道支護(hù)時軟巖進(jìn)入塑性狀態(tài)不可避免，軟巖巷道支護(hù)時軟巖進(jìn)入塑性狀態(tài)不可避免，應(yīng)以達(dá)到其最大塑性承載能力為最佳；同時其應(yīng)以達(dá)到其最大塑性承載能力為最佳；同時其巨大的塑性能必須以某種形式釋放出來。軟巖巨大

44、的塑性能必須以某種形式釋放出來。軟巖支護(hù)設(shè)計的關(guān)鍵之一是選擇變形能釋放時間和支護(hù)設(shè)計的關(guān)鍵之一是選擇變形能釋放時間和支護(hù)時間。支護(hù)時間。第75頁/共90頁（2 2） 最佳支護(hù)時間和時段最佳支護(hù)時間和時段圖圖8-61 8-61 最佳支護(hù)時間最佳支護(hù)時間T Ts s 第76頁/共90頁(3) (3) 最佳支護(hù)時間的物理意義最佳支護(hù)時間的物理意義最佳支護(hù)時間的力學(xué)含意就是最大限度地發(fā)揮塑性最佳支護(hù)時間的力學(xué)含意就是最大限度地發(fā)揮塑性區(qū)承載能力而又不出現(xiàn)松動破壞的時刻。區(qū)承載能力而又不出現(xiàn)松動破壞的時刻。 （4 4）關(guān)鍵部位支護(hù)）關(guān)鍵部位支護(hù)關(guān)鍵部位是支護(hù)體力學(xué)特性與圍巖力學(xué)特性不耦關(guān)鍵部位是支護(hù)體力

45、學(xué)特性與圍巖力學(xué)特性不耦合，常發(fā)生在圍巖應(yīng)力集中處和圍巖巖體強(qiáng)度薄合，常發(fā)生在圍巖應(yīng)力集中處和圍巖巖體強(qiáng)度薄弱位置。弱位置。（三）軟巖巷道常用支護(hù)形式（三）軟巖巷道常用支護(hù)形式（1 1）錨噴網(wǎng)支護(hù)（）錨噴網(wǎng)支護(hù)（2 2）可縮性金屬支架）可縮性金屬支架（3 3）弧板支護(hù)）弧板支護(hù)( (封閉圓形封閉圓形) )第77頁/共90頁四、巷道底臌機(jī)理和防治四、巷道底臌機(jī)理和防治1 1巷道底臌的基本形式巷道底臌的基本形式 巷道底臌的力學(xué)機(jī)制仍然是物化膨脹型、應(yīng)力擴(kuò)巷道底臌的力學(xué)機(jī)制仍然是物化膨脹型、應(yīng)力擴(kuò)容型、結(jié)構(gòu)變形型和復(fù)合型。巷道底臌的形狀可分容型、結(jié)構(gòu)變形型和復(fù)合型。巷道底臌的形狀可分為折曲型、直線型

46、及弧線型。為折曲型、直線型及弧線型。2. 2. 巷道底臌的影響因素巷道底臌的影響因素（1 1） 巖性狀態(tài)巖性狀態(tài)（2 2） 圍巖應(yīng)力狀態(tài)圍巖應(yīng)力狀態(tài)（3 3） 時間效應(yīng)時間效應(yīng)（4 4） 軟巖物化性質(zhì)及力學(xué)性質(zhì)的相互影響軟巖物化性質(zhì)及力學(xué)性質(zhì)的相互影響第78頁/共90頁3 3軟巖巷道底臌的防治軟巖巷道底臌的防治（1 1） 起底起底（2 2） 底板防治水底板防治水（3 3） 支護(hù)加固方法支護(hù)加固方法（4 4） 應(yīng)力控制方法應(yīng)力控制方法（5 5） 聯(lián)合支護(hù)方法聯(lián)合支護(hù)方法第79頁/共90頁五、巷道圍巖注漿加固技術(shù)五、巷道圍巖注漿加固技術(shù)1 1巷道圍巖注漿加固機(jī)理巷道圍巖注漿加固機(jī)理（1 1）提高巖體強(qiáng)度）提高巖體強(qiáng)度（2 2）形成承載結(jié)構(gòu)）形成承載結(jié)構(gòu)（3 3）改善圍巖賦存環(huán)境）改善圍巖賦存環(huán)境 2 2水泥漿液類注漿材料水泥漿液類注漿材料 （1 1）水泥單液類材料）水泥單液類材料 （2 2）水