巷旁支护刚度.ppt

综采放顶煤工作面柔模支护沿空留巷 目 录 1 绪 论 2 柔模混凝土沿空留巷顶板运动规律与支护研究 4 柔模混凝土墙体受力分析 3 柔模混凝土沿空留巷煤帮变形规律与支护研究 5 工程实例——沿空留巷支护结构 6 柔模沿空留巷施工设计 7 工程量测及优化 1 绪 论 柔模泵注混凝土沿空留巷就是紧跟工作面回采，在工作面端头支护效应消失前，在支架或单体支柱掩护及支撑下，将可调凝调强自密实混凝土泵入一次性柔性模板内，在采空区与顺槽之间砌筑一道密闭的柔模混凝土连续墙，弥补回采造成的巷道一帮的缺失，与原有巷道内的支护形成一个整体，共同承担回采动压及其它的巷道压力，维护巷道稳定，并隔绝瓦斯等有害气体，防止采空区自然发火，以便该巷用于相邻工作面回采。 1 绪 论 2 柔模混凝土沿空留巷顶板运动规律与支护研究 2.1围岩活动规律 沿空留巷位于采空区边缘，留巷顶板的变形、破坏必然受到采空区上覆岩层移动总规律的制约，即自下而上形成垮落带、裂隙带和弯曲下沉带，并且移动延续时间也包括开始移动、活跃移动和移动衰退等三个阶段。 A-煤壁支撑影响区；B-离层区；C-重新压实区；I、II和III分别代表垮落带、裂隙带和弯曲下沉带 2 柔模混凝土沿空留巷顶板运动规律与支护研究 2.1围岩活动规律 留巷顶板活动规律必然要和采场覆岩破断规律相结合，采空区侧向顶板运动规律决定着沿空留巷围岩的活动规律。工作面回采一定距离后，采空区老顶沿断裂线形成“O-X”型破断。由于老顶的抗拉强度、载荷层厚度、老顶本身厚度和垫层（直接顶和煤层）等因素的影响，老顶一般在煤体内断裂。 2 柔模混凝土沿空留巷顶板运动规律与支护研究 2.1围岩活动规律 Ⅰ—垮落带；Ⅱ—裂隙带；Ⅲ—弯曲下沉带；A：原岩应力区；B—应力增高区；C—应力降低区 长壁工作面倾向围岩应力分布特征 2 柔模混凝土沿空留巷顶板运动规律与支护研究 2.1围岩活动规律 长壁工作面倾向围岩应力分布特征 2 柔模混凝土沿空留巷顶板运动规律与支护研究 2.1围岩活动规律 沿空留巷支护系统刚度结构模型 工作面老顶断裂后，沿空留巷三角形悬板B可能形成的回转角度，反映了沿空留巷顶板围岩活动的剧烈程度，其影响因素有：直接顶刚度，巷旁支护刚度，“关键块”的长度L，直接顶厚度及其残余碎胀系数和采高M。 2 柔模混凝土沿空留巷顶板运动规律与支护研究 2.2沿空留巷围岩与支护刚度匹配研究 围岩与支护刚度分析 沿空留巷直接顶的刚度与其整体强度和控顶距（巷道宽度和巷旁支护宽度之和）之积成正比，与直接顶厚度厚度成反比。沿空留巷直接顶围岩完整性好、强度高，如果巷道的主动支护及时有效，控顶距大，厚度小的话，则其刚度可能大于巷旁支护刚度；反之，如果直接顶松软、破碎，控顶距小，厚度大的话，则其刚度可能小于巷旁支护刚度。 沿空留巷直接顶的刚度与其整体强度和控顶距（巷道宽度和巷旁支护宽度之和）之积成正比，与直接顶厚度厚度成反比。沿空留巷直接顶围岩完整性好、强度高，如果巷道的主动支护及时有效，控顶距大，厚度小的话，则其刚度可能大于巷旁支护刚度；反之，如果直接顶松软、破碎，控顶距小，厚度大的话，则其刚度可能小于巷旁支护刚度。 与采场底板不同，沿空留巷底板揭露时间长，裂隙发育，加之长期通风、排水和流变等因素作用，围岩性能进一步劣化 提高底板刚度的措施为：提高底板的强度或者降低直接底的厚度。 2 柔模混凝土沿空留巷顶板运动规律与支护研究 2.2沿空留巷围岩与支护刚度匹配研究 2 . 顶底板刚度对系统刚度的影响 （1）只有在硬顶硬底时，巷旁支护刚度才接近于支护系统刚度，此时才可以将直接顶按照“刚性体”处理，巷旁支护的性能得到发挥； （2）在硬顶软底或软顶硬底时，巷旁支护承载的挤压变形压力为硬顶硬底时的1/3；在软顶软底时，巷旁支护承载的挤压变形压力为硬顶硬底时的1/6。 2 柔模混凝土沿空留巷顶板运动规律与支护研究 2.2沿空留巷围岩与支护刚度匹配研究 3. 系统刚度对巷旁支护变形的影响 在硬顶硬底时，Sp→0.67SL；在硬顶软底或软顶硬底时，Sp→0.19SL；在软顶软底时Sp→0.11SL。巷旁支护的变形量既与三角形悬板B回转形成的变形量有关，更主要取决于“直接顶-巷旁支护-底板”支护系统刚度。在以往的沿空留巷实践中，不考虑底板压缩量，且将直接顶简化为刚性体，设计巷旁支护可缩量为老顶给定变形量是造成木垛、矸石带和高水材料等沿空留巷巷旁支护失效的根本原因。 2 柔模混凝土沿空留巷顶板运动规律与支护研究 2.2沿空留巷围岩与支护刚度匹配研究 4 . 巷旁支护刚度对巷旁支护受力的影响 （1）在各种地质条件下，巷旁支护刚度变化对巷旁支护受力影响都为非线性关系。随着巷旁支护刚度的提高，巷旁支护受力均将增大，即巷旁支护受力符合“硬