井巷冒頂片幫必講課

1、井巷冒頂片幫事故預(yù)防,主講：郭建文注冊安全工程師福建天寶礦業(yè)集團(tuán),,井巷冒頂片幫事故屬礦山事故中的頂板事故。它是指由于各種原因引起的采掘空間的圍巖垮落事故。一、冒頂片幫事故原因分析冒頂片幫事故的發(fā)生，一般是由于地質(zhì)條件、生產(chǎn)技術(shù)和組織管理等多方面的主觀和客觀因素綜合作用的結(jié)果，是由于采掘活動破壞了巖石原有的應(yīng)力平衡狀態(tài)，使應(yīng)力局部集中，超過了巖體的強(qiáng)度造成的。為了進(jìn)一步了解冒頂片幫事故發(fā)生的原因，預(yù)防冒頂片幫事故發(fā)生的可能性，

2、必須分析巖體的應(yīng)力狀態(tài)，掌握地壓活動的規(guī)律。,,（一）巖體的應(yīng)力分析與地壓現(xiàn)象1、巖體的應(yīng)力分析地下某一點(diǎn)的巖石，均受到兩種力的作用，一種是承受上覆巖層的重量，即重力。重力的大小，與埋藏深度和上覆巖層的密度有關(guān)。另一種是現(xiàn)代地殼運(yùn)動形成的構(gòu)造應(yīng)力，它表現(xiàn)為擠壓、拉張和剪切三種狀態(tài)，并造成不同的構(gòu)造形跡，如褶皺、斷裂等。在掘進(jìn)巷道之前，地殼內(nèi)任何一點(diǎn)的巖石都是在力的作用下，并在各個(gè)方向上處于靜力平衡狀態(tài)。這種在地殼內(nèi)存在的自然應(yīng)力狀

3、態(tài)叫做原巖應(yīng)力狀態(tài)。,,在采掘之后，巖體中出現(xiàn)了空間———井巷、峒室和采場。根據(jù)材料力學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究，物體內(nèi)部的缺陷所在，會引起局部的應(yīng)力集中。巖體內(nèi)部的采掘空間就是物體內(nèi)部的缺陷，是應(yīng)力急劇增加的地區(qū)。這種采掘空間的出現(xiàn)，破壞了原巖體的應(yīng)力平衡狀態(tài)，使采掘空間周圍巖體內(nèi)各點(diǎn)的應(yīng)力大小和方向都發(fā)生了改變。一般把因開井巷而產(chǎn)生的應(yīng)力變化大于!"的范圍稱為“采動影響范圍”。該范圍一般為井巷或采場最大線尺寸的**倍，并習(xí)慣將此范圍內(nèi)的

4、巖體稱為“圍巖”，而將該范圍以外的巖體仍稱為原巖。采掘空間使得圍巖應(yīng)力重新分布。,,物體受應(yīng)力作用后則發(fā)生變形，它可以是形狀的改變，也可以是體積的改變，或兩者都發(fā)生改變。巖石的變形與其它物體一樣，一般都經(jīng)過彈性變形、塑性變形（彎曲）和脆性變形（破裂）三個(gè)階段。在巷道圍巖中，當(dāng)應(yīng)力集中達(dá)到一定值，且應(yīng)力作用時(shí)間也足夠長時(shí)，圍巖便不可避免地會發(fā)生彈性變形、彎曲或破裂。為了阻止圍巖發(fā)生過大的變形或破壞，巷道大多需要采取各種方法進(jìn)行維護(hù)，如架

5、設(shè)支架、加固圍巖等。如果支架選型不當(dāng)或強(qiáng)度不夠，支架也可能遭受破壞。我們把井巷圍巖和支架的變形和破壞現(xiàn)象統(tǒng)稱為地壓現(xiàn)象。,,2、地壓的含義這里所說的地壓，是指原巖作用于圍巖外部單位面積上的力。事實(shí)上，原巖與圍巖是連為一體的，它們之間的力，是物體內(nèi)部的力，即應(yīng)力，而非壓力。這里只是把圍巖假想為脫離于原巖的一種物體，相當(dāng)于一種地下結(jié)構(gòu)物。這樣，原巖相對于圍巖來說則成為外部，于是原巖作用于圍巖外部單位面積上的力就可以由“應(yīng)力”改為“壓力”。

6、這種巖體壓力就是地壓。在實(shí)際應(yīng)用中，對地壓概念存在著兩種不同的理解。廣義地理解，地壓就是巖體中存在的力，這種力由圍巖（天然形成的地下結(jié)構(gòu)物）與支架（人工構(gòu)筑的地下結(jié)構(gòu)物）兩者共同來承擔(dān)。而采礦工作者習(xí)慣上把圍巖位移和冒落巖塊作用在支架上的壓力稱為地壓，實(shí)際上這種破壞性壓力只是全部地壓的一小部分，因此這種概念是不確切的。,,為了區(qū)別起見，將巖體內(nèi)部原巖作用于圍巖上的壓力稱為廣義地壓，而將圍巖位移與冒落巖塊作用在支架的壓力稱為狹義地壓。當(dāng)

7、采掘空間內(nèi)不采取任何人工結(jié)構(gòu)物時(shí)，地壓全部由圍巖來承擔(dān)。在這種情況下，地壓與廣義地壓概念是一致的。在采用支架的情況下，地壓則可分為廣義地壓和狹義地壓兩部分。應(yīng)當(dāng)說明，采礦工作者為了方便起見，在談到作用在支架上的壓力時(shí)，常習(xí)慣沿用“地壓”這一名詞，而將“狹義”兩字省略。,,3、地壓現(xiàn)象的不同表現(xiàn)形式地壓現(xiàn)象是復(fù)雜的。脆性巖石的圍巖，如花崗巖、石英砂巖和片麻巖，其地壓現(xiàn)象表現(xiàn)為巷道冒頂、片幫等圍巖破壞現(xiàn)象。塑性較強(qiáng)的圍巖，如風(fēng)化殼、松散沉

8、積物、粘土巖和蛇紋巖等，其地壓現(xiàn)象表現(xiàn)為圍巖向巷道空間產(chǎn)生很大的變形和移動，表現(xiàn)為巷道頂板下沉、片幫或底板鼓脹等。此外，不同的工程性質(zhì)也往往引起不同的地壓現(xiàn)象。如豎井工程中出現(xiàn)井壁破裂、井筒涌砂、巖幫片落；采掘后因采空區(qū)未處理，引起巖層移動、地表沉陷和巷道錯(cuò)斷下沉等。地壓現(xiàn)象還與巷道的形狀關(guān)系密切。巷道斷面形狀不同，抵抗應(yīng)力對巷道破壞的可能性大小也不同。巷道斷面為橢圓形時(shí)最穩(wěn)定，為正方形時(shí)最易受破壞。,,（二）巖石強(qiáng)度與巖體強(qiáng)度地壓

9、現(xiàn)象是圍巖內(nèi)部應(yīng)力和圍巖強(qiáng)度矛盾斗爭的表現(xiàn)。當(dāng)圍巖應(yīng)力小于圍巖強(qiáng)度時(shí)，圍巖穩(wěn)定；一旦圍巖應(yīng)力超過其強(qiáng)度，則圍巖開始破壞，同時(shí)顯現(xiàn)出各種地壓現(xiàn)象。因此，巖體強(qiáng)度是影響冒頂片幫事故的另一重要因素。巖體在成巖時(shí)及成巖后漫長的地質(zhì)年代里經(jīng)受了多次構(gòu)造運(yùn)動，形成各種構(gòu)造形跡，即結(jié)構(gòu)面，如斷層、節(jié)理、層理、片理、破碎帶等；此外，尚有沉積作用生成的弱夾層，如粘土巖層、煤層等。它們在不同程度上削弱了巖體強(qiáng)度，故稱為“弱面”（軟弱結(jié)構(gòu)面）。,,自然賦

10、存的巖體，有時(shí)表現(xiàn)為散狀體，有時(shí)表現(xiàn)為破裂狀或整體狀。因此形成了由松散體、弱面體到連續(xù)體的一個(gè)系列。這一系列的兩端，一種是巖體內(nèi)弱面充分發(fā)育，將巖體切割成各種大小、形狀的巖塊，可以看作松散體；另一種是巖體內(nèi)弱面很少，可以看作為均質(zhì)連續(xù)體，則巖體強(qiáng)度由巖石本身強(qiáng)度決定。這一系列的中間類型，則處于上述兩種狀態(tài)之間，巖石強(qiáng)度與巖體強(qiáng)度既有聯(lián)系又有區(qū)別。1、巖石強(qiáng)度巖石強(qiáng)度是指巖石抵抗外力所引起的各種變形和破壞的能力。巖石強(qiáng)度可用三個(gè)主要指

11、標(biāo)來表示：,,（1）抗壓強(qiáng)度。指在單向壓力作用下，巖石抵抗壓碎破壞的能力，用巖石破壞時(shí)的極限壓應(yīng)力R表示?？箟簭?qiáng)度（R）=巖石開始破壞時(shí)的載荷（G）/巖石受壓面積（F）巖石抗壓強(qiáng)度越大，說明巖石越堅(jiān)硬，越不容易破碎。一般未風(fēng)化的巖漿巖、變質(zhì)巖、膠結(jié)好的石英砂巖，抗壓強(qiáng)度大，為1000--3500㎏/㎝2。軟弱巖石，如凝灰?guī)r、泥巖、泥灰?guī)r等，抗壓強(qiáng)度小，為100--160㎏/㎝2 。（2）抗拉強(qiáng)度。指在單向拉力作用下，巖石抗拉斷的能

12、力，以巖石拉斷時(shí)拉斷面上的極限拉應(yīng)力表示。,,巖石抗拉強(qiáng)度（H）=巖石開始破壞時(shí)的拉伸載荷（P）/拉伸面的面積（A）巖石的抗拉伸能力最差，一般數(shù)值在數(shù)十千克每平方厘米以下。軟弱巖石或風(fēng)化巖抗拉強(qiáng)度只有4㎏/㎝2左右。同一巖石的抗壓強(qiáng)度可大于抗拉強(qiáng)度10--100倍。（3）抗剪強(qiáng)度。是指巖石抵抗剪切破壞的能力?？辜羟袕?qiáng)度的大小與巖石的粘聚力與內(nèi)摩擦角有關(guān)。同一種巖石，其抗剪強(qiáng)度數(shù)值介于抗壓強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之間，一般是抗壓強(qiáng)度的1/10

13、—1/3。既然巖石的抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度均小于巖石的抗壓強(qiáng)度。那么巖石和巖體在受壓狀態(tài)下的破壞形式，就必然不是被拉斷，就是被剪破。這一點(diǎn)已被實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐所證明。,,2．巖體強(qiáng)度巖體由于弱面的存在和發(fā)育，連續(xù)性和均質(zhì)性均遭到破壞。弱面本身的各種強(qiáng)度都很低，它的內(nèi)聚力為n·10-1㎏/㎝2,，抗拉強(qiáng)度極小，甚至接近于零。因此，巖體強(qiáng)度必然很低。同時(shí)，由于巖體中弱面的產(chǎn)狀不同，又使巖體強(qiáng)度具有明顯的方向性。當(dāng)力的加載方向與弱面成

14、不同交角時(shí)，巖體強(qiáng)度指標(biāo)有明顯的差異。譬如，層理發(fā)育的沉積巖，在拉力的作用下，平行層理時(shí)的抗拉強(qiáng)度要大于垂直層理時(shí)的抗拉強(qiáng)度。在壓力作用下的抗壓強(qiáng)度和在扭力作用下的抗剪強(qiáng)度則與上述規(guī)律相反。,,巖體中同一方向的弱面稱為一組弱面。當(dāng)巖體中弱面組數(shù)超過三組時(shí)，巖體的強(qiáng)度主要與弱面強(qiáng)度有關(guān)，可直接用弱面強(qiáng)度指標(biāo)來判斷巖體的穩(wěn)定性。因此，巖體強(qiáng)度與巖石強(qiáng)度是兩個(gè)不同的概念。當(dāng)巖體為均質(zhì)連續(xù)體時(shí)，巖石強(qiáng)度與巖體強(qiáng)度一致；當(dāng)巖體為松散體時(shí)，巖體強(qiáng)度

15、則取決于弱面發(fā)育的情況（組數(shù)與密度）和弱面的力學(xué)性質(zhì)。（三）影響冒頂片幫事故的地質(zhì)因素1.巖性根據(jù)巖石的抗壓強(qiáng)度大小，可將各種不同巖性的巖石劃分為四等：很堅(jiān)硬的抗壓強(qiáng)度R＞600㎏/㎝2,,,中等堅(jiān)硬的抗壓強(qiáng)度R=300--600㎏/㎝2,較軟弱的抗壓強(qiáng)度R=100--300㎏/㎝2,很軟弱的抗壓強(qiáng)度R＜100㎏/㎝2,一般地講，未經(jīng)風(fēng)化和構(gòu)造破碎的巖漿巖、變質(zhì)巖屬堅(jiān)硬巖石，沉積巖中的厚層石灰?guī)r、白云巖及膠結(jié)良好的砂巖、礫

16、巖也屬堅(jiān)硬巖石。堅(jiān)硬巖石組成的均質(zhì)連續(xù)體，當(dāng)巷道埋深不超過300m，跨度不超過10m,時(shí)，圍巖是穩(wěn)定的。不易發(fā)生冒頂片幫事故。粘土頁巖、泥巖、炭質(zhì)頁巖、石膏、煤等屬軟弱巖石，未膠結(jié)的砂、礫、風(fēng)化殼和坡積物等屬很軟弱的巖石，冒頂片幫事故多易發(fā)生于這些巖段。,,2.風(fēng)化作用巖體暴露地表，經(jīng)長期風(fēng)化作用，形成深度不等的風(fēng)化殼，其厚度在0—200m,范圍內(nèi)。地下開采巷道必須穿越風(fēng)化殼，風(fēng)化殼的巖體穩(wěn)定性極差。地下采掘空間圍巖暴露后，遭受風(fēng)

17、化作用，強(qiáng)度降低；隨著風(fēng)化程度的加深，圍巖的不穩(wěn)定程度加大。某些軟弱巖石的風(fēng)化速度很快。數(shù)日或數(shù)月內(nèi)就風(fēng)化碎裂的巖石有：粘土巖和成巖不好的凝灰?guī)r，易遇水膨脹軟化；粘土質(zhì)或碳質(zhì)膠結(jié)的砂礫巖，因膠結(jié)物易風(fēng)化，巖石松散；含易溶性鹽類的巖石，因鹽類礦物的溶解而使巖石分解；此外，巖石的構(gòu)造碎裂作用，大大加快了巖石的風(fēng)化速度。,,3.地下水地下水的存在，加大了巖石的風(fēng)化速度，并降低了巖體中結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度，使圍巖的不穩(wěn)定程度加大。地下水對粘土類巖石和

18、松散堆積物的浸潤作用，使巖石顆粒間的粘著力降低，巖體膨脹，自重增加，使巖體發(fā)生蠕動和滑動。此外，地下水沿結(jié)構(gòu)面流動，沖刷其中的充填物，使結(jié)構(gòu)面兩側(cè)巖石的接合力降低?？傊?，地下水作用的結(jié)果，使巖體穩(wěn)定性降低。許多礦山的地壓活動、巖體移動和圍巖坍塌多發(fā)生在雨季或稍后，尤其是露天采場，此時(shí)巖體的穩(wěn)定性降到最低點(diǎn)，因而暴雨會觸發(fā)巖體失穩(wěn)事故。,,4.軟弱結(jié)構(gòu)面在采礦生產(chǎn)過程中，無數(shù)的事實(shí)證明，無論是露天礦的滑坡，還是地下開采礦山的巖體的移動

19、以及巷道、采場的冒頂、片幫等，都是沿著巖體中存在的各種結(jié)構(gòu)面發(fā)生的。這是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)面上的內(nèi)聚力及抗摩擦阻力均小于巖體強(qiáng)度之故。在由堅(jiān)硬巖石組成的巖體中，這一現(xiàn)象尤為突出。結(jié)構(gòu)面對巖體穩(wěn)定的影響，不僅在于結(jié)構(gòu)面本身的特征（如結(jié)構(gòu)面的軟弱程度、分布與延伸和透水性等），更主要在于結(jié)構(gòu)面間的相互組合。實(shí)踐表明，單個(gè)結(jié)構(gòu)面不一定對巖體穩(wěn)定構(gòu)成威脅，只有幾組結(jié)構(gòu)面組合起來，使巖體出現(xiàn)分離才是危險(xiǎn)的。分離體的出現(xiàn)，是堅(jiān)硬塊狀巖體內(nèi)井巷、采場不穩(wěn)定的先決

20、條件。,,分離體是由三組或三組以上的結(jié)構(gòu)面切割巖體而形成的。結(jié)構(gòu)面發(fā)育的密度確定了這些巖塊的大小。結(jié)構(gòu)面稀疏，單個(gè)分離體大于井巷、采場的尺寸，在一般情況下，不會發(fā)生冒頂與片幫事故；當(dāng)結(jié)構(gòu)面密集，所切割的分離體尺寸小于井巷、采場的尺寸時(shí)，就提供了圍巖不穩(wěn)定的先決條件。小于井巷尺寸的分離體的出現(xiàn)，并不一定發(fā)生冒頂、片幫事故，因?yàn)檐浫踅Y(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度不同，分離體可能與圍巖沒有完全分離，還存在一些“藕斷絲連”的地方。因而存在潛在危險(xiǎn)。,,根據(jù)軟弱

21、結(jié)構(gòu)面與冒落方向的關(guān)系，可將與冒落方向近似垂直的結(jié)構(gòu)面稱為割裂面，將與冒落方向近似平行的結(jié)構(gòu)面稱為滑動面。當(dāng)圍巖所受的壓應(yīng)力垂直滑動面時(shí)，則滑動面增加了摩擦阻力，起到增加分離體的穩(wěn)定作用；當(dāng)拉應(yīng)力垂直割裂面時(shí)，結(jié)構(gòu)面張開，分離體就會冒落下來。5.巖體結(jié)構(gòu)類型根據(jù)巖石的巖性、軟弱結(jié)構(gòu)面的發(fā)育程度及巖體的穩(wěn)定性，將巖體結(jié)構(gòu)類型分為五類：（1）整塊狀結(jié)構(gòu)。一般由巖漿巖、變質(zhì)巖和厚層沉積巖形成的巖體，結(jié)構(gòu)面以節(jié)理為主，且不甚發(fā)育，無危險(xiǎn)分

22、離體存在。巖體屬極穩(wěn)定類型，井巷及采場允許暴露面積400-600㎡，巷道可不支護(hù)。,,（2）塊狀結(jié)構(gòu)。為巖漿巖、變質(zhì)巖及厚層沉積巖形成的巖體，結(jié)構(gòu)面以節(jié)理為主，有少量斷層，有少量危險(xiǎn)分離體存在，巖體屬穩(wěn)定類型，井巷與采場允許暴露面積為200-400㎡，巷道可不支護(hù)或局部進(jìn)行支護(hù)。（3）層狀結(jié)構(gòu)。為中厚層及薄層沉積巖和沉積變質(zhì)巖組成的巖體，結(jié)構(gòu)面以層理、片理、節(jié)理為主，往往有層間滑動面，有許多分離體存在。軟弱層受地下水作用發(fā)生軟化和泥化

23、，巖體屬中等穩(wěn)定類型，井巷與采場允許暴露面積為50-200㎡，需要支護(hù)。,,（4）碎裂結(jié)構(gòu)。為構(gòu)造破碎的各類巖體，主要結(jié)構(gòu)面為節(jié)理、斷層、劈理、層理等。軟弱結(jié)構(gòu)面呈交織狀，多被夾泥充填，受地下水影響，易發(fā)生軟化、泥化，巖體屬不夠穩(wěn)定類型，井巷與采場允許暴露面積小于50㎡，需鋼筋混凝土、噴錨等支護(hù)。（5）松散結(jié)構(gòu)。主要為斷層破碎帶、強(qiáng)風(fēng)化破碎帶及松散堆積物，結(jié)構(gòu)體呈鱗片狀、碎屑狀或顆粒狀，結(jié)構(gòu)面極發(fā)育并成交織狀，受地下水影響易發(fā)生大規(guī)模

24、坍塌。巖體屬不穩(wěn)定類型，井巷與采場不許有暴露面積，需鋼筋混凝土、金屬網(wǎng)噴錨支護(hù)。,,二、預(yù)防冒頂片幫事故的措施冒頂、片幫事故是地壓顯現(xiàn)的結(jié)果。只要有開采，就會有地壓活動。但是，并非所有的地壓活動都會導(dǎo)致冒頂、片幫事故的發(fā)生。實(shí)踐證明，地壓活動是可以控制的。我們把控制地壓活動，避免地壓危害而采取的措施稱為地壓管理。事實(shí)上，地壓管理就是預(yù)防冒頂、片幫事故的措施。（一）巷道地壓管理1.合理選擇井巷位置,,（1）設(shè)計(jì)井巷應(yīng)在堅(jiān)硬均質(zhì)巖體內(nèi)

25、通過。礦山設(shè)計(jì)井巷位置主要取決于生產(chǎn)系統(tǒng)的需求，但也必須從施工和維護(hù)角度加以充分考慮。惡劣的巖體結(jié)構(gòu)對支護(hù)方法、施工速度和工程費(fèi)用都有直接影響，并常造成坍塌、冒落和人身傷亡事故。因此，選擇巷道位置，應(yīng)盡力避開碎裂結(jié)構(gòu)和松散結(jié)構(gòu)的巖體。（2）避免在應(yīng)力集中區(qū)內(nèi)布置巷道。如果兩條巷道相隔太近，彼此處于另一巷道應(yīng)力分布的影響范圍之內(nèi)，則會造成疊加集中應(yīng)力作用。所以，在巷道交叉處，地壓顯現(xiàn)突出，圍巖容易坍塌。礦房采空后所遺留的各種礦柱，均承受

26、集中的“支撐壓力”，當(dāng)巷道布置在礦柱內(nèi)或其附近的下方，則容易在集中支撐壓力下變形或破壞，因此很難維護(hù)。更重要的是，巷道布置在礦柱內(nèi)，會嚴(yán)重削弱礦柱本身的強(qiáng)度，造成更大的危害。,,（3）巷道軸向盡可能與弱面走向直交，因工程需要無法避開弱面時(shí)，巷道軸向應(yīng)與主要一組弱面的走向直交，或交角大于45o。此時(shí)，弱面的暴露面積最小，巷道與弱面的交線長度也最短，使巖塊沿弱面被切割或滑動受到最大的限制，降低坍塌的危險(xiǎn)性。當(dāng)巖體中發(fā)育二組主要弱面時(shí)，則巷道

27、的軸向應(yīng)盡量與兩組弱面走向交角的平分線方向一致。2.合理確定巷道斷面形狀和大小如前所述，巷道不同的斷面形狀，在地壓作用下，其周邊破壞的可能性大小是不一樣的。不同結(jié)構(gòu)類型的巖體，巷道允許暴露的面積和巷道的支護(hù)要求也是不一樣的。巷道斷面形狀多采用曲墻形、直墻形和梯形。巷道斷面大小，在整塊狀、塊狀巖體中可相應(yīng)較大，而在松散碎裂結(jié)構(gòu)巖體中可相應(yīng)較小，并且要采用一定,,支護(hù)方式支護(hù)巷道。 3.采用“錨噴”支護(hù)錨噴技術(shù)是一種新的支護(hù)技術(shù)。主

28、要包括錨桿支護(hù)、噴射混凝土（或噴漿）支護(hù)、錨桿’噴射混凝土（或噴漿）支護(hù)和噴射混凝土’金屬網(wǎng)（也有錨桿）相聯(lián)合的錨噴支護(hù)。用錨桿支護(hù)巷道，就是在巷道掘進(jìn)之后，先向圍巖打眼，在孔內(nèi)錨入錨桿，把巷道予以人工加固，充分利用圍巖本身的強(qiáng)度，從而達(dá)到維護(hù)巷道的目的。這種純錨桿的支護(hù)形式已很少使用。錨噴支護(hù)就是在巷道圍巖錨入錨桿后，再在巷道頂、壁噴上一層水泥砂漿（或先噴后錨），以封閉圍巖，防止風(fēng)化，并增補(bǔ)圍巖的強(qiáng)度。傳統(tǒng)的支護(hù)技術(shù)，就是使用不同

29、結(jié)構(gòu)形式的木材支架、金屬支架、預(yù)制鋼筋混凝土支架、料石砌旋及整體澆灌混凝土旋等支架。,,這類支架作為一種獨(dú)立的地下結(jié)構(gòu)支設(shè)在井巷里，只能消極地，被動地等待圍巖來壓和抵抗圍巖向井巷里作過大的變形。由于支架與圍巖間存在一定的空隙，需要等待圍巖產(chǎn)生較大變形或松散后才能充分受力。這樣，便擴(kuò)大了井巷周圍由于巖石的變形、位移、裂隙發(fā)展而形成的松碎范圍，因而更增加了作用在支架上的壓力。錨噴支護(hù)則突破了傳統(tǒng)支護(hù)形式和支護(hù)理論的舊觀念，它所形成的“支架

30、”實(shí)際已深入到圍巖之中，支架與圍巖不再分隔而組成為一體，不再是消極地承受圍巖的壓力，而是盡量保持圍巖的完整性，把圍巖由“荷載”變?yōu)椤俺休d”，變破壞因素為抵抗因素，從而限制了巖石的變形、位移和裂隙的發(fā)展。,,錨噴支護(hù)在小跨度的運(yùn)輸巷道，大跨度的大型峒室，水平巷道、豎井、斜井，靜壓巷道、電耗巷道；中等穩(wěn)固的巖層，極易剝落的不穩(wěn)固巖層；永久初砌，臨時(shí)支護(hù)、初砌修補(bǔ)、處理冒頂塌方事故等等方面，一般都能收到良好效果。只在嚴(yán)重化學(xué)蝕變區(qū)段、大面積淋

31、水或部分涌水區(qū)，以及嚴(yán)寒地區(qū)的凍脹地層中，采用錨噴支護(hù)還須謹(jǐn)慎。必要時(shí)，還需采用傳統(tǒng)支架。4.正確架設(shè)支護(hù)（1）根據(jù)地壓特征選擇可縮性不同的支架。根據(jù)地壓作用下巖體的變形特征的不同，可將地壓分為變形地壓和散體地壓兩類。變形地壓使得圍巖發(fā)生塑性流動、離層等，圍巖變形量大，變形持續(xù)時(shí)間長。變形地壓選用可塑性支架。散體地壓使得圍巖發(fā)生拱形規(guī)則冒落、破碎帶冒落和危巖冒落，圍巖,,與支架變形不顯著，變形持續(xù)時(shí)間短。散體地壓選用剛性支架，及早頂

32、住，只要能支撐破碎巖塊的重量，就可防止圍巖冒落。（2）架設(shè)時(shí)間。無論采取何種支護(hù)形式，支架的架設(shè)都要緊跟工作面進(jìn)行。一般晚架設(shè)的支架承擔(dān)的壓力要比及時(shí)架設(shè)大得多，不但支護(hù)困難，而且有發(fā)生冒頂片幫事故的危險(xiǎn)。（3）架設(shè)的質(zhì)量要求。無論是木支架、鋼筋混凝土預(yù)制支架、石材支架，還是錨噴支架或金屬支架，其架設(shè)都有嚴(yán)格的質(zhì)量要求。以錨噴支護(hù)來說，它本身優(yōu)點(diǎn)很多，但是，如果支護(hù)質(zhì)量十分低劣，不按規(guī)定的程序施工，頂幫管理不及時(shí)，不得法，同樣會造成

33、事故。為確保錨噴的工程質(zhì)量，必須有專門設(shè)計(jì)，并且對施工質(zhì)量、施工程序、操作工藝、勞動組織、檢查措施等作業(yè)有明確的規(guī)定。,,5.減小爆破對巷道穩(wěn)定性的影響炸藥在巖體中爆炸，將形成破碎區(qū)、裂隙區(qū)和彈性區(qū)。巷道如果處在破碎區(qū)或裂隙區(qū)內(nèi)，將會遭受毀滅性破壞或嚴(yán)重破壞。為了減小爆破對巷道穩(wěn)定性的影響，可采取以下措施：（1）采用空隙間隔裝藥，減小爆破裂隙?？障堕g隔裝藥，就是藥包與炮孔之間留有空隙，藥包之間用非爆炸材料隔開的裝藥結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)，可

34、以大大降低炸藥爆炸時(shí)作用于孔壁的壓力，從而減小巷道圍巖的爆破裂隙。（2）形成減震帶，減小爆破震動。即在巷道一側(cè)的爆區(qū)邊緣鑿一排較密而不裝藥的空孔，或預(yù)先起爆形成一條裂隙帶或破碎帶，以此緩沖爆破震動。,,（3）減少用藥量，采用毫秒起爆。（4）采用爆速低、威力小的炸藥。（5）控制爆破作用方向。（6）減少大爆破所產(chǎn)生的沖擊力，減少爆破對采場底部結(jié)構(gòu)的破壞。在大爆炸前，對采場底部采取適當(dāng)?shù)募庸檀胧?。?）采用合理的支護(hù)類型，提高巷道對

35、爆破作用的抵抗能力。實(shí)踐表明，采用錨噴支護(hù)對提高巷道抵抗動載荷的能力十分有效。（8）采用注漿加固巖體，提高巷道圍巖抵抗爆破作用的能力。（二）采場地壓管理采場地壓管理可歸結(jié)為兩個(gè)方面的問題：一方面是回采期間采場的穩(wěn)定問題；另一方面是回采完畢后空區(qū)的處理問題。,,1.回采期間的地壓管理回采期間地壓管理的任務(wù)是：把礦巖的暴露面積控制在允許范圍內(nèi)，充分利用礦巖本身的自然支撐能力或人工支撐方法來維護(hù)采場和采準(zhǔn)巷道的穩(wěn)定性。（1）堅(jiān)持合理

36、的開采順序。井下開采要自始至終堅(jiān)持自上而下，自上盤而下盤（如在一個(gè)中段中，有幾組礦脈群或幾組礦體群并列時(shí)），自一翼向另一冀的開采順序。（2）提高回采強(qiáng)度，按“三強(qiáng)”原則組織生產(chǎn)?！叭龔?qiáng)”是指強(qiáng)掘、強(qiáng)采和強(qiáng)出的簡稱，是指集中力量，強(qiáng)化一個(gè)采場或一個(gè)分間的掘進(jìn)，落礦和出礦工作，達(dá)到快速采出礦石、提高采場單位面積礦石產(chǎn)量、縮短生產(chǎn)周期的目的。在礦石、圍巖破碎不穩(wěn)固的情況下，在大的地壓來臨之前，有一段相對穩(wěn)定時(shí)間，用三強(qiáng)的辦法，把采場的切割

37、、落礦和出礦工作搶在這段時(shí)間內(nèi)完成，就可以避開大的地壓威脅，避免或減少采場的坍塌和事故的發(fā)生。,,（3）頂板管理。①支護(hù)形式?；夭善陂g采空區(qū)的支撐方式主要有：a.自然支撐，b.充填支撐， c.崩落圍巖。a.自然支撐在空場類采礦方法中（包括留礦法），由于礦巖穩(wěn)固或中等穩(wěn)固，只要采場跨度、礦巖的暴露面積和暴露時(shí)間控制在允許范圍之內(nèi)，就能充分利用礦巖本身的“自然”支撐能力，達(dá)到管理地壓的目的。其控制方法是正確合理確定礦房和礦柱的尺寸，并

38、盡量保持礦柱和圍巖的完整。b.充填支撐以充填料（廢石、水砂、混凝土等）充填支撐采空區(qū)是充填法管理地壓的主要手段。充填可以有效地控制圍巖大面積塌落，并提高礦柱的穩(wěn)定性。一般來說，充填運(yùn)用在開采深度較大，品位較高的礦體有實(shí)際意義。,,c.崩落圍巖崩落圍巖就是隨著礦石被采出，有計(jì)劃地崩落礦體頂盤的覆蓋巖石或上下盤圍巖來充填空區(qū)，它是崩落采礦法控制和管理地壓的主要手段，此法的主要矛盾是底柱結(jié)構(gòu)，尤其反映在電耙道維護(hù)上。目前錨噴支護(hù)已用于

39、電耙道的維護(hù)上。②建立頂板分級管理制度。凡暴露面積較大的采礦方法（空場、留礦法、充填法等），都必須建立頂板管理制度，對頂板不穩(wěn)定的采場，要指定專人負(fù)責(zé)檢查。在實(shí)際工作中，首先要根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造的破壞程度，對采場和掘進(jìn)工作面的頂板進(jìn)行分級鑒定，然后，根據(jù)頂板級別的不同，在設(shè)計(jì)要求、回采方案、支護(hù)、鑿爆措施、檢查制度等方面，采取相應(yīng)的管理措施。它是防止冒頂片幫事故的一種好辦法。,,③浮石的檢查處理。浮石是圍巖受到爆破波的沖擊和震動的結(jié)果。冒

40、頂傷亡事故中大部分是由于浮石突然冒落所引起的。因此做好浮石的檢查和處理工作，也是搞好頂板管理的重要內(nèi)容之一。浮石處理必須及時(shí)細(xì)致，認(rèn)真負(fù)責(zé)。在處理過程中，無論浮石處理的難易程度如何，一經(jīng)決定處理后，就應(yīng)堅(jiān)持處理完畢，決不可半途而廢，留下后患。如果有大塊浮石一時(shí)撬不下來，應(yīng)采用明顯的顏色標(biāo)記圈出范圍，或者架設(shè)臨時(shí)支架。在檢查處理浮石時(shí)，不準(zhǔn)同時(shí)進(jìn)行其它作業(yè)，且要有良好的照明，檢查處理人員進(jìn)入工作點(diǎn)后，首先要仔細(xì)觀察，然后按照一定順序，全

41、面地進(jìn)行檢查。,,為充分掌握浮石情況，首先要搞清浮石的范圍、外形及有無自由面（口松或口緊）等情況，然后判斷浮石處理時(shí)可能墜落的方向。處理人員應(yīng)站在安全地點(diǎn)，并清理好自己的退路。處理時(shí)還要做到“三心”（小心、耐心、專心），切勿用力過猛或帶有急躁情緒。2.空區(qū)處理采空區(qū)處理就是采用充填或崩落的手段消除空區(qū)，控制由于空區(qū)引起的地壓顯現(xiàn)的強(qiáng)度。目前處理空區(qū)的方法可歸納為“充”、“崩”、“撐”、“封”四種。（1）“充”，即充填，指采場以空場