1、附录 影响采区巷道围岩稳定性的主要因素及其指标 摘要： 本文 讲述了围岩强度、埋藏深度和煤层倾角对采区巷道围岩稳定性的影响；以及围岩稳定性的指标，重点介绍了独立性原则、明确性原则、重要性原则、易获取性原则。 关键词： 独立性原则、明确性原则、重要性原则、易获取性原则 一、 影响采区巷道围岩稳定性的主要因素 1.围岩的强度及其构造特征 围岩强度对巷道的变形和破坏起决定性作用。巷道围岩本身就是一种天然承载结构，其承载能力的大小与其强度有关。围岩强度越高岩越小，巷道越容易维护。 巷道围岩的变形破坏还与围岩的构造特征有密切关系，其中最主要的是层理的发育程度，层理的存在使得岩体的强度大大减少；节理裂隙的
2、存在，则容易引起顶板局部冒落或巷帮片帮。因此，节理间距，分层厚度的大小对巷道围岩稳定性的影响也是不可忽视的。 2.埋藏深度 巷道的埋藏深度是确定巷道围岩稳定性的基本因素之一，它直接决定原言应力的大小，而采动应力集中系数一般为 2.55。另外，随着深度的增加，围岩移近率不断增加，给巷道维护工作带来困难。 3. 煤层倾角 由于巷道围岩最大主应力方向垂直顶底板，故在煤层倾角不同时，巷道的主要受 压方向和大小也不同。在原岩应力状态下，最大主应力 与倾角 的关系为： =rH(cos2 + sin2 ),式中 为恻压系数。根据前苏联现场研究结果，倾斜赋存条件下巷道顶底板移近量的煤层倾角影响系数 K 为：
3、=35时 K =0.8；35 55时 K =0.65.在回采影响阶段，煤层倾角 越大， 越小，从而导致支承压力带长度和应力集中系数也相应越小。 4. 地下水的影响 巷道围岩中含水率较高时，会加快和加剧巷道的变形和破坏。地下水对相当数量的岩石有软化，泥化，膨胀等作用，尤其是软岩，地下水容易使其崩 解和膨胀，从而使围岩强度大为降低并产生较大的塑性变形。对于节理发育的岩体，水使受节理剪切的破碎岩块间的摩擦力减小，从而导致强度降低，同时水又使层理面上的摩擦力减小，并分成更多的薄层。因此，地下水对围岩稳定性的影响是相当大的，在考虑巷道围岩分类时，含水率是个重要的影响因素。 二、回采巷道围岩结构稳定性指标
4、 众所周知，巷道围岩是极其复杂的工程岩体，其围岩稳定性受到许多因素的制约。因此，对回采巷道围岩稳定性的分类研究就应从引起巷道围岩变形和破坏的主要因素出发，在确定分类指标时遵循下列原则： 重要性原则：分类指标必 须是控制巷道围岩体稳定性的最重要的因素，且能反映巷道工程地质及矿山压力显现的特点。 独立性原则：分类指标必须具有独立性，每个指标都能反映巷道围岩结构某一部分的稳定状态，每个指标可以用一些因素来综合反映。 明确性原则：分类形式简明易懂，含义明确，可以直接为矿山设计，施工部门提供决策依据，具有超迁预报的特点。 易获取原则：分类指标所涉及的参数应当容易测定或回获取。 由此，把巷道看作是由顶板，
5、底板，煤柱侧帮和工作面侧煤体所组成的复合结构体，分别研究各结构亚分类指标来反映巷道的整体稳定性。 底板稳定性指标 S1 的确定 工作面前方形成的超前支承压力峰植的大小对回采巷道顶板定性具有相当大的制约作用，它是决定巷道所处应力状态的主要外在因素。巷道顶板岩层的强度，分层厚度也节理裂隙的发育程度是影响回采巷道顶板稳定性的主要内在因素。巷道断面的大小和形状对其顶板的稳定性也有一定的影响。 综合考虑上述影响因素，回采巷道顶板稳定性指标 S1 为： S1=C3krH/C1C2 1 式中 k 最大应力集中系数； rH 巷道所处深度的原岩垂直应力， Mpa ； 1 顶板岩石的平均强度， Mpa ； C1-
6、 节理裂隙对强度的影响系数； C2 分层厚度对强度的影响系数； C3 巷道宽度对顶板稳定性的影响系数 C3 巷道宽度对顶板稳定性的影响系数。 最大应力集中系数 k 的确定 在通常情况下，最大应力集中系数 k 为 2.53.0；叠加支承压力区最大应力集中系数 45。巷道为实体或留小煤柱送巷时 k 可按 3 考虑，叠加区可按 4.5 考虑。最大应力集中系数k 随地质条件和开采条件的变化而变化。 节理裂隙影响系数 C1. 分层厚度影响系数 C2 的确定 巷道顶板岩体中节理裂隙的发育程度 .分层厚度的大小将会直接影响到巷道顶板岩体的稳定性。顶板冒落与顶板裂隙和分层厚度的 关系，即顶板的冒落高度随着顶板
7、裂隙数目和分层数目的增加而增加，因此，可以把节理裂隙间距和分层厚度作为影响岩体完整性的主要指标。 底板稳定性指标 S2 的确定 回采巷道底板稳定状况对巷道整体稳定性有着极其重要的影响。尤其是在底板受地下水影响或底板岩层是软弱岩层时，巷道底板失稳将引起大量的底臌，断面缩小，支架折损等，大大增加了巷道维修和翻修的工作量。影响巷道底板稳定性的因素很多，主要表现为以下几个方面：开采引起的集中应力；底板岩层的强度；含有粘土类矿物质的岩层在遇水后强度弱化或遇水后发生膨胀；底板岩层的流变特征。 综合以上几个因素确定底板稳定性指标 S2 为： S2=KrH/C4* 2 式中 2 底板岩石的综合强度； C4 水
8、对底板岩石强度的修正系数 1. 水对底板岩石强度修正系数 C4 的确定 岩石一般都具有吸水软化的提正，由于矿物胶结程度不同，各种岩石的软化系数也是不同的。水对岩石的软化机理主要是浸湿作用，溶蚀作用楔入压裂作用。 浸湿作用是指岩石中矿物组成成分浸水性强，能吸收水根子从而改变岩石的物理状态，减少了岩石颗粒之间的内聚力，使其强度降低。 结束语： 回采巷道底板稳定状况对巷道整体稳定性有着极其重要的影响。对回采巷道围岩稳定性的分类研究就应从引起巷道围岩变形和破坏的主要因素出发，在确定分类指标时遵循以上原则对回采巷道围岩稳定性的分类研究就应从引起巷道围岩变形和破坏的主要因素出发，在确定分类指标时遵循上述四
9、个原则。 附录 The major factor of rock stability and project geological factor Summary: Surround rock strength for tunnel and its charactories take decision role. Bury depth and the inclination of coal seam and the influence of underground water also make an important role. Keywords: definiteness principle Clear and definite principle independence principle iteaye to get principle
