矿山建设工程巷道支护与地下工程稳定Mine Engineering Technology & Management
Mine Engineering Technology & Management 矿山建设工程 Mine Engineering Technology & Management 巷道支护与地下工程稳定
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矿山建设工程围岩变形(破坏)意味着失稳吗？FGIEIERT破裂松动区峰值强度破型后最大主应力破裂前最大主应力破裂后最小主应力破裂前最小主应力S=a=T应力隆低区应力升高区应力稳定区巷道影响区应力稳定区0原岩应力场与开巷道后应力弹性6.残余变形区弹塑性区区·支护对象问题破碎岩体、有害变形？新奥法思想（NATM，拉布西维兹）发挥围岩的自承能力支护与围岩共同作用重视围岩监测（力、变形）Mine Engineering Technology & Management
Mine Engineering Technology & Management 矿山建设工程 Mine Engineering Technology & Management 支护对象问题 破碎岩体、有害变形？ 围岩变形（破坏）意味着失稳吗？ 新奥法思想（NATM，拉布西维兹） 发挥围岩的自承能力 支护与围岩共同作用 重视围岩监测（力、变形）
矿山建设工程巷道支护方法与支护原则一、矿山井巷工程稳定及其特点（一）井巷工程稳定基本原理及其特点1.围岩应力的一般概念围岩应力指围岩内重新分布的应力。围岩应力出现高应力的现象称为应力集中。原岩应力在井巷工程的施工前就存在，井巷工程在有原岩应力条件下施筑。围岩应力是原岩应力受扰动后的新的应力状态。这是围岩应力性质特点及其构成对地下结构作用特点的重要因素。2.围岩应力分布特性围岩弹性应力的分布特点表明，原岩应力特性（水平应力和竖向应力之比）、巷道形状（竖轴与横轴之比）对围岩应力分布有重要影响。MineEngineeringTechnology & Management
Mine Engineering Technology & Management 矿山建设工程 Mine Engineering Technology & Management 巷道支护方法与支护原则 一、矿山井巷工程稳定及其特点 （一）井巷工程稳定基本原理及其特点 1. 围岩应力的一般概念 围岩应力指围岩内重新分布的应力。围岩应力出现高应 力的现象称为应力集中。 原岩应力在井巷工程的施工前就存在，井巷工程在有原 岩应力条件下施筑。围岩应力是原岩应力受扰动后的新的应 力状态。这是围岩应力性质特点及其构成对地下结构作用特 点的重要因素。 2. 围岩应力分布特性 围岩弹性应力的分布特点表明，原岩应力特性（水平应 力和竖向应力之比）、巷道形状（竖轴与横轴之比）对围岩 应力分布有重要影响
矿山建设工程竖向原岩应力偏大，则以竖向轴较长为有利：反之亦然当围岩应力超过岩石强度极限时，巷道周围就会有破坏区域，巷道周边岩石的承载能力（应力）降低，高应力移向围岩深部。3.围岩与支护共同作用原理井巷工程稳定是围岩与支护共同作用的结果。围岩通过变形产生对支护的作用，支护的反力文约束围岩过分变形，围岩与支护在共同变形中相互作用、相互平衡，实现稳定。围岩的适当变形可以发挥围岩的自身承载能力，减少支护的承载强度或刚度。但是，如围岩变形过大，破坏的围岩可能将失去其自承能力；同时支护也将承受冒落岩石的自重荷载。支护荷载的大小不仅受围岩变形的影响，也受自身刚度的影响。支护刚度越大，支护的载荷就会越高Mine Engineering Technology & Management
Mine Engineering Technology & Management 矿山建设工程 竖向原岩应力偏大，则以竖向轴较长为有利；反之亦然。 当围岩应力超过岩石强度极限时，巷道周围就会有破坏 区域，巷道周边岩石的承载能力（应力）降低，高应力移向 围岩深部。 3. 围岩与支护共同作用原理 井巷工程稳定是围岩与支护共同作用的结果。围岩通过 变形产生对支护的作用，支护的反力又约束围岩过分变形， 围岩与支护在共同变形中相互作用、相互平衡，实现稳定。 围岩的适当变形可以发挥围岩的自身承载能力，减少支 护的承载强度或刚度。但是，如围岩变形过大，破坏的围岩 可能将失去其自承能力；同时支护也将承受冒落岩石的自重 荷载。 支护荷载的大小不仅受围岩变形的影响，也受自身刚度 的影响。支护刚度越大，支护的载荷就会越高
矿山建设工程巷道破坏环原因-巷道埋深大围岩易膨胀构造应力大围岩易风化采动应力大围岩软弱力？围岩应力>围岩强度围岩？支护？围岩变形、破坏，巷道失稳Mine Engineering Technology & Management
Mine Engineering Technology & Management 矿山建设工程 围岩应力>围岩强度 巷道破坏原因 围岩变形、破坏，巷道失稳 巷 道 埋 深 大 围 岩 软 弱 构 造 应 力 大 围 岩 易 风 化 围 岩 易 膨 胀 采 动 应 力 大 力？ 围岩？ 支护？
矿山建设工程地下工程（巷道稳定）特点载荷结构&（地应力)W形钢带金属网点（支护+围岩）：承载结构特点托盘树脂螺纹钢锚杆匹配&协调耦合、共同作用（自承能力）心共同作用原理光面爆破的意义。支护对象问题破碎岩体、有害变形？Mine Engineering Technology & Management
Mine Engineering Technology & Management 矿山建设工程 Mine Engineering Technology & Management 地下工程（巷道稳定）特点 载荷（地应力） & 结构 共同作用原理（自承能力） 承载结构特点（支护+围岩） 匹配 & 协调 耦合、共同作用 光面爆破的意义。 支护对象问题 破碎岩体、有害变形？
矿山建设工程减小载荷加强结构&让抗·支撑：一被动支撑：砌碴、架棚。一主动支撑：·外部支撑：液压支柱（支架）；内部支撑：锚杆、锚索。维护：一护表：喷射混凝土、挂网；一护里（固本）：锚杆、注浆。Mine Engineering Technology & Management
Mine Engineering Technology & Management 矿山建设工程 • 支撑： – 被动支撑：砌碹、架棚。 – 主动支撑： • 外部支撑：液压支柱（支架）； • 内部支撑：锚杆、锚索。 • 维护： – 护表：喷射混凝土、挂网； – 护里（固本）：锚杆、注浆。 减小载荷 & 加强结构 让 抗
矿山建设工程二、巷道的主要支护形式和方法1．锚杆和锚喷支护根据工程条件和锚杆作用特点，锚杆可以和喷混凝土、金属网联合支护形成锚喷网支护，也可和梁架、支架、衬砌、注浆等方法联合使用。锚喷支护是锚杆和喷混凝土联合支护形式。锚喷支护可以作为临时支护，也可以成为永久性支护。喷射混凝土强度等级多采用C15～C20。作为单独支护结构时，一般喷层厚度15cm左右，锚喷联合支护时可以为5一10cm。为加强喷层的承载能力，可以铺设钢筋网，成为锚一喷一网联合支护；为提高喷混凝土抗变形能力，可采用在喷混凝土中增加钢纤维等措施。锚注支护是在锚喷支护基础上或在原金属支架、衬砌支护基础上，对围岩或壁后注浆。MineEngineeringTechnology & Management
Mine Engineering Technology & Management 矿山建设工程 二、巷道的主要支护形式和方法 1．锚杆和锚喷支护 根据工程条件和锚杆作用特点，锚杆可以和喷混凝土、 金属网联合支护形成锚喷网支护，也可和梁架、支架、衬砌 、注浆等方法联合使用。锚喷支护是锚杆和喷混凝土联合支 护形式。 锚喷支护可以作为临时支护，也可以成为永久性支护。 喷射混凝土强度等级多采用C15～C20。作为单独支护结 构时，一般喷层厚度15cm左右，锚喷联合支护时可以为5－ 10cm。为加强喷层的承载能力，可以铺设钢筋网，成为锚－ 喷－网联合支护；为提高喷混凝土抗变形能力，可采用在喷 混凝土中增加钢纤维等措施。 锚注支护是在锚喷支护基础上或在原金属支架、衬砌支 护基础上，对围岩或壁后注浆
矿山建设工程2．衬砌（）和装配式混凝土大弧板支护衬砌是由料石、混凝士（或钢筋混凝土）砌成的整体式的支撑结构，靠衬砌的刚度和强度抵抗围岩重力和变形荷载因此衬砌是一种被动的和消极性支护。料石衬砌整体性较差，抗弯性能弱；钢筋混凝土衬砌承载能力强。一般认为，衬砌结构属于刚性支护。3．支架支护（1）梯形金属支架（2）拱形可缩性金属支架4.锚索支护5.联合支护MineEngineeringTechnology & Management
Mine Engineering Technology & Management 矿山建设工程 2．衬砌（碹）和装配式混凝土大弧板支护 衬砌是由料石、混凝土（或钢筋混凝土）砌成的整体式的 支撑结构，靠衬砌的刚度和强度抵抗围岩重力和变形荷载， 因此衬砌是一种被动的和消极性支护。料石衬砌整体性较差 ，抗弯性能弱；钢筋混凝土衬砌承载能力强。一般认为，衬 砌结构属于刚性支护。 3．支架支护 （1）梯形金属支架 （2）拱形可缩性金属支架 4．锚索支护 5. 联合支护