巷道矿压显现规律课件

破山压力与层控制2第七章巷道矿压显现规律第一节巷道围岩应力及变形规律第二节受釆动影响巷道矿压显现规律第三节巷道围岩控制原理破山压力与层控制21第一节巷道围岩应力及变形规律、受采动影响巷道的围岩应力(一)原岩体内掘进巷道引起的围岩应力巷道开掘后原岩应力重新分布,巷道围岩内出现应力集中。如果围岩应力小于岩体强度围岩仍处于弹性状态,围岩应力可用弹性力学方法按平面应变问题计算。双向等压原岩应力场内圆形巷道围岩应力分布如图7-1所示。第一节巷道围岩应力及变形规律2p中pP044单图7-1圆形巷道围岩弹性变形应力分布p中3如果围岩应力大于岩体强度,巷道围岩会生塑性变形,从巷道周边向围岩深处扩展到一定范围,出现塑性变形区,成为弹塑性介质。在塑性区内圈(A)围岩强度明显削弱,低于原始应力γH,围岩发生破裂和位移称为破裂区,也叫卸载和应力降低区。塑性区外圈(B)的应力高于原始应力,它与弹性区内应力增高部分均为承载区,也称应力增高区。向围岩深部即为处于稳定状态的原始应力如果围岩应力大于岩体强度,巷道围岩会4图7-2圆形巷道圃岩塑性变形区及应力分布A—破裂区;B一塑性区C一弹性区D一原始友力区图7-2圆形巷道圃岩塑性变形区及应力分布5(二)回采工作面周围支承压力分布煤层开采过程破坏原岩应力场的平衡状态,引起应力重新分布。对于受到采动影响的巷道,它的维护状况除了受巷道所处位置的自然因素影响以外,主要取决于采动影响。煤层开采以后,采空区上部岩层重量将向采空区周围新的支承点转移,从而在采空区×四周形成支承压力带(图7-3)。(二)回采工作面周围支承压力分布62图7-3采空区应力重新分布概貌1一工作面前方超前支承压力2、3—工作面倾斜方向残余支承压力4一工作面后方采空区支承压力27作面超前支承压力影响范围为40~80m压力峰值位置距煤壁一般为4~8m应力增高系内2~4。工作面倾斜方向固定性支承压力影响范围一般为15~40m,支承压力峰值位置距煤壁一15~20m,应力增高系数为2~3。相邻的采空区所形成的支承压力会在某些地发生相互叠加,称为叠合支承压力。例如,在区段之间,上区段采空区形成的残余支承压力下区段工作面超前支承压力叠加,在煤层向采海区凸出的拐角,形成很高的叠合支承压力,盛男增高系数可达5~7,有时甚至更高(图7-4作面超前支承压力影响范围为40~80m8140000kPa10000kPa6000kPa20000kPa(=H上区段1下区段采空区采空区囹7-4蝶层凸出角处叠加支承压力140000kPa9(三)采动引起的底板岩层应力分布煤层开采引起回采空间周围岩层应力重新分布,不仅在回采空间周围煤体(柱)上造成应力集中,还会在顶板与底板岩层内形成应力的重新分布。在底板岩层一定范围内应力的重新分布,成为影响底板巷道布置和维护的重要因素。煤层顶底板中支承压力集中程度随距开煤层距离的增加而降低。(三)采动引起的底板岩层应力分布10巷道矿压显现规律课件11巷道矿压显现规律课件12巷道矿压显现规律课件13巷道矿压显现规律课件14巷道矿压显现规律课件15巷道矿压显现规律课件16巷道矿压显现规律课件17巷道矿压显现规律课件18巷道矿压显现规律课件19巷道矿压显现规律课件20巷道矿压显现规律课件21巷道矿压显现规律课件22巷道矿压显现规律课件23巷道矿压显现规律课件24巷道矿压显现规律课件25巷道矿压显现规律课件26巷道矿压显现规律课件27巷道矿压显现规律课件28巷道矿压显现规律课件29巷道矿压显现规律课件30巷道矿压显现规律课件31巷道矿压显现规律课件32巷道矿压显现规律课件33巷道矿压显现规律课件34巷道矿压显现规律课件35巷道矿压显现规律课件36巷道矿压显现规律课件37巷道矿压显现规律课件38巷道矿压显现规律课件39巷道矿压显现规律课件40巷道矿压显现规律课件41巷道矿压显现规律课件42巷道矿压显现规律课件43巷道矿压显现规律课件44巷道矿压显现规律课件45巷道矿压显现规律课件46巷道矿压显现规律课件47巷道矿压显现规律课件48巷道矿压显现规律课件49巷道矿压显现规律课件50巷道矿压显现规律课件51巷道矿压显现规律课件52巷道矿压显现规律课件53巷道矿压显现规律课件54巷道矿压显现规律课件55巷道矿压显现规律课件56巷道矿压显现规律课件57巷道矿压显现规律课件58巷道矿压显现规律课件59巷道矿压显现规律课件60巷道矿压显现规律课件61巷道矿压显现规律课件62巷道矿压显现规律课件63巷道矿压显现规律课件64巷道矿压显现规律课件65巷道矿压显现规律课件66巷道矿压显现规律课件67破山压力与层控制2第七章巷道矿压显现规律第一节巷道围岩应力及变形规律第二节受釆动影响巷道矿压显现规律第三节巷道围岩控制原理破山压力与层控制268第一节巷道围岩应力及变形规律、受采动影响巷道的围岩应力(一)原岩体内掘进巷道引起的围岩应力巷道开掘后原岩应力重新分布,巷道围岩内出现应力集中。如果围岩应力小于岩体强度围岩仍处于弹性状态,围岩应力可用弹性力学方法按平面应变问题计算。双向等压原岩应力场内圆形巷道围岩应力分布如图7-1所示。第一节巷道围岩应力及变形规律69p中pP044单图7-1圆形巷道围岩弹性变形应力分布p中70如果围岩应力大于岩体强度,巷道围岩会生塑性变形,从巷道周边向围岩深处扩展到一定范围,出现塑性变形区,成为弹塑性介质。在塑性区内圈(A)围岩强度明显削弱,低于原始应力γH,围岩发生破裂和位移称为破裂区,也叫卸载和应力降低区。塑性区外圈(B)的应力高于原始应力,它与弹性区内应力增高部分均为承载区,也称应力增高区。向围岩深部即为处于稳定状态的原始应力如果围岩应力大于岩体强度,巷道围岩会71图7-2圆形巷道圃岩塑性变形区及应力分布A—破裂区;B一塑性区C一弹性区D一原始友力区图7-2圆形巷道圃岩塑性变形区及应力分布72(二)回采工作面周围支承压力分布煤层开采过程破坏原岩应力场的平衡状态,引起应力重新分布。对于受到采动影响的巷道,它的维护状况除了受巷道所处位置的自然因素影响以外,主要取决于采动影响。煤层开采以后,采空区上部岩层重量将向采空区周围新的支承点转移,从而在采空区×四周形成支承压力带(图7-3)。(二)回采工作面周围支承压力分布732图7-3采空区应力重新分布概貌1一工作面前方超前支承压力2、3—工作面倾斜方向残余支承压力4一工作面后方采空区支承压力274作面超前支承压力影响范围为40~80m压力峰值位置距煤壁一般为4~8m应力增高系内2~4。工作面倾斜方向固定性支承压力影响范围一般为15~40m,支承压力峰值位置距煤壁一15~20m,应力增高系数为2~3。相邻的采空区所形成的支承压力会在某些地发生相互叠加,称为叠合支承压力。例如,在区段之间,上区段采空区形成的残余支承压力下区段工作面超前支承压力叠加,在煤层向采海区凸出的拐角,形成很高的叠合支承压力,盛男增高系数可达5~7,有时甚至更高(图7-4作面超前支承压力影响范围为40~80m75140000kPa10000kPa6000kPa20000kPa(=H上区段1下区段采空区采空区囹7-4蝶层凸出角处叠加支承压力140000kPa76(三)采动引起的底板岩层应力分布煤层开采引起回采空间周围岩层应力重新分布,不仅在回采空间周围煤体(柱)上造成应力集中,还会在顶板与底板岩层内形成应力的重新分布。在底板岩层一定范围内应力的重新分布,成为影响底板巷道布置和维护的重要因素。煤层顶底板中支承压力集中程度随距开煤层距离的增加而降低。(三)采动引起的底板岩层应力分布77巷道矿压显现规律课件78巷道矿压显现规律课件79巷道矿压显现规律课件80巷道矿压显现规律课件81巷道矿压显现规律课件82巷道矿压显现规律课件83巷道矿压显现规律课件84巷道矿压显现规律课件85巷道矿压显现规律课件86巷道矿压显现规律课件87巷道矿压显现规律课件88巷道矿压显现规律课件89巷道矿压显现规律课件90巷道矿压显现规律课件91巷道矿压显现规律课件92巷道矿压显现规律课件93巷道矿压显现规律课件94巷道矿压显现规律课件95巷道矿压显现规律课件96巷道矿压显现规律课件97巷道矿压显现规律课件98巷道矿压显现规律课件99巷道矿压显现规律课件100巷道矿压显现规律课件101巷道矿压显现规律课件102巷道矿压显现规律课件103巷道矿压显现规律课件104巷道矿压显现规律课件105巷道矿压显现规律课件106巷道矿压显现规律课件107巷道矿压显现规律课件108巷道矿压显现规律课件109巷道矿压显现规律课件110巷道矿压显现规律课件111巷道矿压显现规律课件112巷道矿压显现规律课件113巷道矿压显现规律课件114巷道矿压显现规律课件115巷道矿压显现规律课件116巷道矿压显现规律课件117巷道矿压显现规律课件118巷道矿压显现规律课件119巷道矿压显现规律课件1