深井、软岩岩巷二次支护原理
深井大断面岩巷支护技术探讨
深井大断面岩巷支护技术探讨随着矿山深度的增加和矿井规模的扩大，深井大断面岩巷的支护技术成为了矿山工程领域的一个重要课题。
深井大断面岩巷作为矿井的重要通道，其稳定性和安全性直接关系到矿井的生产安全和经济效益。
深井大断面岩巷的支护技术研究显得尤为重要。
本文将从深井大断面岩巷的分类、岩巷支护的原则、岩巷支护的材料和方法等方面进行探讨，以期为深井大断面岩巷的支护技术提供一定的参考和借鉴。
一、深井大断面岩巷的分类深井大断面岩巷一般可分为两类：围岩稳定性较好的岩巷和围岩稳定性较差的岩巷。
围岩稳定性较好的岩巷往往是由较硬的岩石组成，其自身的强度较高，对于岩巷的支撑和固化要求相对较低。
而围岩稳定性较差的岩巷一般是由软弱的岩层组成，岩体容易发生变形和破坏。
这两类不同类型的岩巷所要采用的支护技术也存在较大的差异，需要根据具体情况进行针对性的设计和施工。
二、岩巷支护的原则岩巷支护是为了增强岩巷围岩的稳定性，防止岩体破碎和坍塌，保证岩巷的安全通行。
在进行岩巷支护设计时，应遵循以下原则：1. 充分了解岩体特征：对于岩巷所处的岩层特征和构造特点进行充分了解，掌握围岩的变形和破坏规律，为后续的支护设计提供有力的依据。
2. 针对性设计支护方案：根据岩巷围岩的特点和实际情况，设计出合适的支护方案，选择合适的支护材料和方法，针对性强，确保支护效果。
3. 手段灵活多样：在进行岩巷支护时，应该根据实际情况采用多种手段相结合，比如悬吊锚杆支护、喷浆加固、预应力锚杆支护等，以提高支护效果。
4. 预留变形空间：在进行岩巷支护时，要充分考虑岩体的变形和位移，合理设置支护结构，留有一定的变形和伸缩空间，以避免因支护刚度过大而引起的岩体破坏。
5. 注重安全施工：在进行岩巷支护施工过程中，要严格按照设计要求进行操作，确保施工过程中的安全。
在施工中要加强质量监督和检测，及时调整施工方案，确保支护效果。
三、岩巷支护的材料和方法1. 支护材料常用的岩巷支护材料主要包括钢筋混凝土、钢支撑和预应力锚杆等。
深部矿井软岩巷道布置及支护技术研究
深部矿井软岩巷道布置及支护技术研究摘要：大采深矿井最大的特点就是矿压大，地质条件复杂，支护难度大，特别是对于深部软岩巷道的支护，一直是近年来煤矿技术工作者研究的重点。
软围岩强度和稳定性较差，在开采扰动和较大的矿压作用下易发生变形和破碎，巷道维护工作量很大，对深井煤矿开采带来了很大影响。
生产实践证明，对于大采深软岩巷道，某种单一的支护方式是难以起到有效支护作用的。
对此应采取“锚、网、索、喷”联合支护的方式，以维持大埋深巷道掘进软围岩的稳定。
关键词：深部矿井；软岩巷道；布置；支护软岩是地质岩体的中的一部分，是特定环境下的具有显著塑性变形的复杂岩石力学介质。
按照软岩的自然特性和工程力学作用下的变形机理，软岩可分为以下几类：即节理化软岩、高应力软岩、膨胀性软岩和复合型软岩。
相比于硬岩，软岩具有更强的可塑性、膨胀性、崩解性、流变性和易扰动性特征，软岩不仅质地松软、强度低，而且易于受到风、水、开采扰动等因素的影响而发生软化、膨胀、裂隙和变形，物理特性不稳定。
软岩的以上特性给软岩巷道的掘进和支护带来了很大的困难，特别是在大采深、高地应力的作用下，巷道围岩易产生失稳变形，掘进期间易出现冒顶和片帮。
1软岩的工程特性1.1软岩的力学属性软岩中泥质矿物成分和结构面决定了软岩的力学特性。
显示出可塑性、膨胀性、崩解性、流变性和易扰动性的特点。
软岩的膨胀性质是在物理、化学、力学等因素的作用下，产生体积变化的现象，其膨胀机理有：内部膨胀、外部膨胀和应力扩容膨胀三种。
工程中的软岩膨胀为复合膨胀形式。
1.2软岩的临界载荷随着应力水平的提高，特别是围压的增大，岩石产生的塑性变形明显增加，使得在低应力水平下表现为硬岩特性的岩石，在提高了应力水平下显示出显著的塑性变形。
1.3软岩的临界深度与软化临界荷载相对应，岩石亦存在着一个软化临界深度。
对给定矿区，软化临界深度也是一个客观量。
当地下工程埋深大于软化临界深度时，围岩出现大变形，大地压和难支护现象；当地下工程埋深小于该临界深度时，则围岩的大变形，大地压现象消失，巷道支护容易。
深井软岩硐室二次支护原理及联合支护工艺实践
深井软岩硐室二次支护原理及联合支护工艺实践
黄海通
（ 安徽淮南矿业集 团有 限公司潘一矿 ，安徽 淮南 ２ ３ ２ ０ ８ ２）
【 摘 要】 介绍 了潘一矿一 ７ ８ ８ ｍ 综采综掘设备硐 室在软岩 内的
支护技 术和方法 ， 解决 了大断 面硐 室变形破 坏的难题 ， 为今后深水 平 大断面硐 室软岩 支护设计和施工提 供 了经验参 考。 【 关键词 】 二次 支护 ；大断面硐 室；软岩；联 合支护
潘一矿二水平落底水平一 ７ ８ ８ Ｉ ｌ ｌ ，垂深８ ４ ８ ． ５ ｍ 。石 门、巷道在掘 进支护较短 时间后， 出现巷道顶板 下沉 、两 帮变形开裂 、底鼓等 围 岩 压力显现 问题 。经 设点观测和技术分 析，认为在 高应力作用下， 软岩 的性质 己发 生了很大变化， 围岩 的能量释放在大幅增加 ，属于 典型大松动 圈软岩 。本文介绍 了潘 一矿二水平一 ７ ８ ８ ｍ 综采综掘设备 硐 室在软岩 内的支护技术和方法。 １工程地质概况 二水 平 一 ７ ８ ８ ｍ综采 综 掘 设备 硐 室设 计 长 ２ ０ ０ ｍ ， 掘进 断 面 为 ２ ４ ． ８ ８ ｍ ２ 。该硐室 自２ ０ Ｉ １ 年５ 月份开始施 工，２ Ｏ ｌ １ 年１ ２ 月份全部施工 结束。 该硐室穿过的岩层岩性主要为砂泥岩互层、泥岩 ，互层胶结差， 节理发育，滑面较多， 岩石松散破碎，围岩抗压强度低， 级别为Ｖ 类。 ２二次支护原理与技术 （ １ ）先充分卸压，再有效支护，充分利用 围岩 自身承载能力， 变载荷为承载体 ，使巷道和 围岩共 同承载 ，达到有效支护 目的 。即 在巷道掘进后 ，留给一定 的压力释放时 间，使 围岩变形压力得到一 定释放 ，同时 限量控制围岩变形 ，保持松动圈必要的强度 ，再终喷 成巷 ，加强支护强度 ，控制 围岩松动圈 的扩大 ，尽量减小因围岩松 动 引起 的 连 锁 反 应 向 深 部 无 限 量扩 展 ，保 证 巷 道 稳 定 使 用 。 采用 “ 先柔后 刚”二次 支护技术，控制 围岩变形 。在深部软岩 内开掘硐室，具有 围岩压力大，变形量大 、自稳 时间长 的特点 。通 过采 用二次支护技术 ，使先期支护 的让压来缓冲 围岩 的膨 胀压力， 后提高支护工作阻力，控制围岩变形。 （ ２ ）锚网喷组合支 撑拱共 同承载 。围岩在 锚杆主 动支护 的作用 下，可锁 紧破碎 岩体，提 高岩体 的 自身强 度，形 成锚岩组 合支撑 拱。钢筋 网、金属 网和喷射 混凝土支护，对 围岩进行封 闭， 防止 围 岩的风 化和 剥落，有 效地 提高了锚杆支护 能力，增强 了围岩支护结 构体 的承载 能力 。 （ ３ ） 锚注支护，增强 围岩强度和整体稳 定性。由于软岩 层松散 破碎 ，通过注浆注入水泥 浆液，使松散 的围岩胶 结成 一整体 ，改变 了围岩的松 散状态，提高了岩体的 内摩 擦角和内聚力， 从而提 高了 岩体 的强度 和围岩的整体 稳定性以及围岩本身的承载 能力。浆 液扩 散大于围岩 松动圈范围，使锚杆的锚固作用得以发挥 ，锚固力增大 组合支护体系的支撑能力得到进 一步提 高。 ３ 支 护 技术 方 案 鉴于大断面硐室 的特殊使用要求和穿过软岩 的地质特性，经过 反复研 究，最终确定采用 “ 先柔后刚 ”二次支护技术方案 。即拱墙 次掘 出，初次使用锚网喷支护，待围岩应力释放、硐室卸压变形 稳定后，再进行二次支护 。二次支护采用钢筋 网和锚喷注浆联合支 护 。底板采用混凝土反拱和锚 网注浆的支护技术方案 。因硐室断面 大， 围岩稳 定性差， 为减 少硐室全 断面掘进暴露 时间， 以便及 时支 护 ，确保 施工安 全，硐 室施工分 为上下两 部分， 即上部分 掘高为 ２ ． ５ ｍ ， 下 部 分掘 深 １ ． ６ ｍ 。 ３ ． １初次支护 初次支护 为硐室上部分，采用正台阶法施工 。上台阶高为２ ． ５ ｍ 下台阶高为 １ ． ６ ｍ ，台阶长６ ｍ 。上下台阶掘出后初喷５ ０ ｍ ｎ ］ 厚混凝土， 封闭围岩， 减少风化， 随后进行锚网支护 。锚杆采用２ ０ Ｉ ｏ ｒ ｎ 螺纹钢筋， 长２ ． ２ ｍ ， 间排距７ ０ ０ ｍ ，树脂药卷，端头锚固 。金属网采用８号铁 丝网，网格８ ０ ｍ ｍ ×８ ０ ｎ ｌ ｍ 。复喷工作在下台阶的后方进行，喷混凝 土厚５ ０ ｍ ｉ ｌ ｌ ，喷混凝土强度 为Ｃ ２ ０ 。硐室初次支护结构如 图１ 所示。
深井软岩综放面两巷复合支护技术在小康煤矿的应用
锚 索参数 ： 索采用 高预应力锚 索，由高强度低松弛 锚
的 １ ９ 绞 线 制 成 ，采 用 ２ ． ×７ ０ ｍ 。锚 固 剂 采 用 ×１ 钢 １８ ２ ０ ｍ
（ ） 道 的变 形 特点 二 巷
第 一 ，来 压 迅速 ，巷 道 开挖 后 由于 原岩 应力 重新 分 布 ，围岩 变形 迅速 ， 压 显现剧 烈 ，回采 巷道掘 进时 顶、 矿 底板 移近速 度最 高值大于 ｌＯ ｍ ｄ Ｏ ｍ ／ ，最大 时达３ ０ ｍ ＆ 第 ０ｒ ／ ａ 二，流 变性 显著 ，巷道 掘进 或翻修 后很长时 间不 能稳 定，
护 技 术 ， 软 岩 巷 道 支 护 问题 的 圆 满 解 决 ，必 将 减 少 大 量 对
的巷道 翻修 和维护 费用 ， 轻对生产和 人身安全 的影 响， 减 带来 的社会经 济效益 是显著的 ， 在我 国煤炭 系统中推 广应
用 的 前 景 将 是 可 喜 的 。改 善 这 类 软 岩 的 开 采 环 境 和 安 全 指 标 ，以实 现 软 岩 巷 道 支 护 问题 的 高 产 、高 效 率 、高 效 益 、
２ ０ ｍ 的Ｚ ６ ５ １ ０ ｍ 的Ｋ ６ ５ 脂 锚固剂。锚索 支８ ０ ｍ ２ ５ 和 支４ ０ ｍ ２ ５ 树
间 、排 距 为 １ ０ ×２ ０ ｍ 。项 部 锚 索 夹 角 为 ３ 度 ， 部锚 ６ ０ ４ ０ｍ ０ 底 索 夹 角 为６ 度 。 Ｏ
ｕ 钢 圆形 可 缩 金属 支 架 ：依 据 小 康煤 矿 的生 产 实 型
文章 介绍 了小康煤矿深井软岩综放 丽两巷失修严重 ，翻 修频繁 ，生产处于半瘫痪状态 ，安全 生产 形势严峻等 软岩 支护难题 ，采Ｊ 了复合支护技 术，取得较好 的效果 ，确保 了“ ＿ 一 ” 羊 ｊ 一 矿～ 面 ，实现 了高产高效 。
浅析软岩巷道支护原理
浅析软岩巷道支护原理摘要：随着矿井开采向深部延伸，原岩应力与构造应力不断升高，使得高应力软岩巷道围岩稳定性控制问题成为困扰煤矿安全生产的主要难题。
通过阐述软岩的特性和软岩巷道支护技术，表述了软岩的多样性，在微观上存在差异性，因此构成的软岩巷道的复合型变形力学机制类型存在多样性。
说明了软岩巷道支护技术原理和支护原则，并从非线性力学设计介绍新的支护方式。
关键词：软岩巷道；控制技术；技术展望软岩巷道在我国分布广泛，随着煤矿开采深度的不断增加，井下煤矿巷道将处于更高的地应力环境中，尤其在地质构造活动强烈的地区，井下巷道支护及稳定性更加难以保证。
软岩巷道围岩软弱，强度低，具有膨胀性埋深大，地应力水平高。
采动荷载作用大变形、高地压、难支护变形时间长、量大、速度快，破坏程度高，传统支护失败。
深部软岩巷道显现出显著的大变形、高地压、难支护特点。
1、软岩的基本概念及其分类1.1软岩的基本概念在上世纪60-90年代初，软岩的概念在国内外一直争论不休，到90年代末期，提出了地质软岩和工程软岩的概念。
国际岩石力学学会将地质软岩定义为单轴抗压强度在0.5～25 MPa的松散、破碎、软弱及风化膨胀性一类岩体的总称。
而工程软岩是指在工程力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体。
工程岩体是软岩工程研究的主要对象，是巷道、边坡、基坑开挖扰动影响范围之内的岩体组合特征，包括岩块、结构面及其空间组合特征。
工程软岩和地质软岩的关系是：当工程荷载相对于地质软岩的强度足够小时，围岩没有产生大的破坏区，地质软岩不产生软岩显著塑性变形力学特征，即不作为工程软岩。
只有产生大破坏区和显著变形才作为工程软岩。
在大深度、高应力作用下，部分地质硬岩（如泥质胶结砂岩等）也呈现了显著变形特征，则应视其为工程软岩。
1.2 软岩分类及基本物理与力学属性软岩仅是地质岩体中一部分，但却是地质介质中极为复杂的部分。
按照软岩自然特征、物理化学特性，以及在工程力的作用下产生显著塑性大变形的机理作为分类的主要依据，软岩分为五类：即低强度软岩、膨胀性软岩、高应力软岩、节理化软岩和复合型软岩。
二次支护在软岩巷道中的应用
Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ａ ｒ ｙ ｓ ｕ ｐ ｐｏ ｒ ｔ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｉ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｒ ｏ ｃ ｋ ｒ ｏ ａ ｄ ｗａ ｙ
Ｙ Ａ Ｎ Ｙａ — ｍｉ ｎ。 ＬＩ Ｓｈ ｉ — ｄｏ ｎｇ
用 了综合 机械 化 放 顶 煤新 工 艺 。 于 ２ ０ ０ ８年 批准 核 定 生产 能力 为 ８ １ 万 ｔ ／ ａ 。
八 大
摘 要 ：随 着 矿 井 不 断 延 伸 ， 单家村煤矿开 采条件越 来越差 ， 软 岩 巷 道 出现 严 重 变 形 ， 给 支 护 带 来 很
深井软岩巷道支护方案设计原则及分析
杨峻青 杨运 良 （ 河 理 大 安 科 与 程学 ； 河 神 集团 限 司 ， １ 南 工 学 全 学 工 院２ 南 火 有 公 ） ． ．
摘要： 随着矿 山开 采及其他岩土 工程领域 的迅 速发展 ， 软岩支 护与矿压 施保护 围岩 ， 防止围岩强度的降低。 控 制问题就变得愈加突出。 文分析了深部 地质条件下的现有支护 方式属锚 本 １ 软岩 巷道围岩 变形 速度快 、 ． ５ 变形量 大 ， 岩移压 力大 ， 自稳时 网喷支护与 Ｕ型钢拱形支 架联 合支护 方式 的特 点 ，提 出了深 井巷 道矿压 的 间长 。 相 应控 制原则 ， 设计了深井软岩巷道 的让压与锚注支 护方案。实践验证 了理 如果在 围岩 塑变急剧发展阶段架设刚性较强的永久支护 ，会使 论 分析 的正确 性及有效性。此方案具有较 为理想 的支护 效果 ， 可以实现较好 支护体在 强大的围岩变形力的作用下遭到破坏 ， 因此 ， 应采用作预 留 的经济利益。 变形 空间、 巷道掘后 以柔性较好的支护结构作 为第一次支护 ， 以适应 关键词 ： 深井 软岩巷道 支护 围岩压 力 让压 锚 注 ０ 引 言
２ 新 型 支 护 方 案 设 计
则， 不宜巷道掘 出后就立 即架设永久支架 ， 应采用先“ ” 刚 ” 柔 后“ 的二 用大断面和非封 闭的拱形断面 ，既有利于施工又为巷道 变形留有较 次支护。 。 一次 大空间 ， 围岩在锚 喷支护控 制下 能量充分释放 ， 使 以利 于二次支护。 支护应紧跟掘进头， 尽早安设 ， 对围岩不采取及时封闭补强和加固 若 ２１ 一次支护 ： ．． ２ 采用锚 网喷及锚索支护。具体 参数根据 所在巷 措施 ， 任其松动 变形 ， 则可能导致围岩破坏和冒落。二次支护支架通 道围岩具体性质确定。 常应在 掘巷 引起 的围 岩变形基 本上趋 于稳定 时安 设 ，一般 约掘后 ２１３二 次支 护 ： ．． 滞后掘进 工作 面一定距离进行二次 支护 ， 二次 ５ ｄ左右 ， ０ 并在设计巷道 断面 时考虑足够 的变形余量 。 支护采用锚注支护 ，二次支护时间通过对巷道一次支护后巷道位移
深井软岩巷道二次锚网索支护技术 周启龙
深井软岩巷道二次锚网索支护技术周启龙发表时间：2019-05-09T11:38:21.210Z 来源：《防护工程》2019年第2期作者：周启龙[导读] 如今随着开采范围、深度规模逐渐扩大，深井软岩巷道的维护问题，已逐渐成为了影响矿井下高效作业的一个重要影响因素。
山西省太原市美锦集团锦富煤业山西省太原市 030402 摘要：经对大量的现场实际测评资料数据的分析，对软岩巷道区域的拉压变形机体制，及运用在张拉区域变形和压缩区域的自身承受能力的原理，针对不同的深井软岩巷道的不同尺寸的压缩、张拉域，结合实际情况，采取了结合锚杆群和深锚的作用，采取对锚喷网支护试验的方法，进一步研究了深井软岩巷道不同锚喷网支护技术的参数计算以及选择研究。
关键词：软岩巷道；锚喷网二次支护如今随着开采范围、深度规模逐渐扩大，深井软岩巷道的维护问题，已逐渐成为了影响矿井下高效作业的一个重要影响因素。
软岩巷道锚喷网支护问题一直困扰着矿井的发展脚步，增加了矿井巷道失修率增高，维护工作困难的局面，并延长了施工工期。
虽然现国内外都已展开了关于此项工作的开展，但还处于摸索研究的阶段。
因此，有关此项科研工作者和专业工程技术人员，不断进行大量的研究试验工作，研究了一系列的关于深井软岩巷道锚喷网支护技术，如中性点支护分析、松动圈分析、锚喷网支护、可伸缩U型钢支护、锚喷网大弧板支护的分析等。
其中锚喷网支护技术更先进合理些，但若想真正掌握这一技术，还需要做大量的工作，本文系统的将对锚喷网的支护原理做进一步研究。
一、二次支护巷道开挖后，围岩由三向应力状态变为二向应力状态。
在施工给予初次支护后，围岩由于弹性能和塑性能的作用，产生膨胀压力，进行应力的重新分配，从而重新达到新的三向应力平衡状态。
在此阶段巷道围岩变形量较大，达到一定程度而初次支护阻力无法继续维持巷道围岩应力平衡时，巷道就比人受到破坏，此时必须进行二次支护，提供新的支护阻力，否则巷道变形到一定程度便会发生片帮冒顶现象。
深井软岩巷道支护研究
图 １ 巷 道破 坏 情 况
妇ｎ
ｎ
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旦 三 竺 ｔ ａ ｎ ４ ５＝ｂ 一 ” Fra bibliotek图 １
式中 ： Ｉ －—锚 杆全长 ； Ｉ ． ——锚杆 外露长度 ； Ｉ 『 ＿ —啪 杆的有效 以 压应 力 为 主 。 长度 ， ｍ； 组 合拱 厚 度 ； 一 锚杆 锚 人 角度 ； ｍ—— 锚杆 间 排 ４ 支 护 方 案确 定 距， ｍ； Ｉ 厂 锚杆锚 同段长度 ； ４ ． １ 西主运输 大巷 ， 巷道设 计长度 １ ８ ０ ０米， 现已施工 １ ９ ０米 。由 本设计 中 ， 锚杆 的外露长度包括 ： 垫板厚度 、 螺 母厚度 等 ， 一般 于西主运输大巷是维修 巷道 ， 原始 巷道 由于支护失效 ， 巷道 变形 严 取０ ． １ ５ ｍ；锚 杆角度 一般 取 ４ ５ 。 ；锚 杆锚 固段 长度～ 般取 ０ ． ３ 重， 甚至断面全部封堵 。 根据巷道变形规律监测结果推测 ， 巷道两帮 ０ ． ４ ｍ。依据巷 道支护 围岩松动 圈分类标准 ： 稳 定 围岩 ， 松动圈 ０ 压力 大于顶板压力 ， 底板压力大于两帮压力 。 ４ ０ ｅ ｍ， 岩石完整 且坚 硬 ； 较稳定 围岩 ， 松 动圈 ４ ０ １ ５ ０ ｅ ｍ， 岩石较 为 巷道维修施 工方案采用 ｚ ｗＹ 一 １ ８ ０ ／ ５ ５ Ｌ履 带挖掘式装载机掘 进 完整 且比较坚硬 ； 一般 稳定 同岩 ， 松 动圈 １ ５ ０ ２ ０ ０ ｅ ｍ， 岩石 以硬 岩 巷道 。 掘进后巷道局部采用锚杆 、 锚索进行 简单支护 。 简单支护的主 为主 ， 夹有 少数软岩 层 ， ； 不稳 定同岩 ， 松 动圈 ２ ０ ０—３ ０ ０ ｅ ｍ， 岩石较 要作用是对嗣岩进 行加 固 ， 尽量控制和减少围岩变形破坏。根据西 软； 极 不稳定 同岩 ， 松 动圈 ＞ ３ ０ ０ ｅ ｍ， 易风化潮解 剥落 的松 软岩层及 主运输 大巷变形规律监测结果 ，在巷道变形稳定之前 进行二次 支 各类破 碎岩层 。 护， 时间确定为 ７天左右。二次支护的主要作 用是 进一步促进 巷道 ２ ． ２根 据西 主运输 大巷 围岩松动 圈测定 结果 ，隔岩松 动圈在 围岩的稳定 ， 是在巷道同岩已产生一定变形和塑性 能得 到一定 释放 ２～２ ． ２ ｍ， 属于不稳定 同岩 ， ｂ 根据 同岩分类 取值为 ： １ ． ２ ； 锚杆间排距 后进行的加强支护 ， 以保证 巷道 周岩强度不会 显著 降低甚至变形破 取值 为： ０ ． ８ ｍ。则 ： 锚杆长度 ： 坏。 ４ ． ２ 二次支护巷道断面为马蹄形三心拱断面 ， 巷道宽度 ５ ． ２ ｍ， 巷 ￡ ＝ ￡１ ＋ Ｌ ２＋ ￡ ３ 道高度 ４ ． １ ｍ，锚杆长度 ２ ． ６ ｍ，间排距 ０ ． ８ ｍ；锚索长 度 ７ ｍ，排距 （ ） ． １ ５ ＋（ １ ． ２ ＋ ０ ． ８ ）＋ ０ ， ４ １ ． ６ ｍ， 。在采取锚杆 、 锚索 、 锚网、 喷射混凝土联合支护的同时 ， 采用 ２ ． ５ ５ ｍ Ｕ ２ ９钢架支护 、 钢架间距 ０ ． ５ — ０ ． ８ 米 。具体支护参数包括 ： ａ ． 基本 支护方式 ： 锚杆 ＋喷射混凝土 ； 本设计 中锚杆长度取值为 ２ ． ６ ｍ。 ３数值模拟 ｂ ． 补强支护方式 ： 钢绞线锚索 ； 不 同断面巷道在不同支护情况下应力 、 应 变分 析。图为圆形断 ｃ ． 永久支护方式 ： Ｕ型钢可缩性支架 。 面 巷道在无 支护 、 锚喷支护 和“ 锚 网索 喷 ＋ ｕ型钢支 架” 联合 支护情 ｄ ． 表 面封闭方式 ： 喷射混凝土 ， 喷射厚度 １ ０ ０ ｍｍ。 况下应力 、 应变分布情况 。 马蹄形三心拱断面巷道 在无 支护 、 锚喷支 ｅ ． 锚杆材 料 ： ２ ５ Ｍｎ Ｓ ｉ 左旋螺 纹钢 ， 顶板锚 杆 ２ ２ Ｘ ２ ６ ０ ０ ｍｍ， 帮 护 和“ 锚 网索喷 ＋ ｕ型钢 支架 ” 联 合支护 情况 下应 力 、 应变 分布 情 锚杆 ２ ２×２ ５ ０ ０ ｍｍ； 锚杆间排距 ： 间排距 ８ ０ ０ ｍ ｍ， 锚杆均沿 垂直巷 况 。从 中可 以得 出， 巷道在联合支护情况下 ， 同岩应力 、 应变范同最 道轮廓线方 向打设 ， 锚 固剂 ： Ｚ ２ ３ ６ ０ 两支 ； 锚杆 托盘 ： 厚度 为 １ ０ ａ ｒ ｍ 小， 塑性 Ⅸ范同小 ， 由此得 出 ， “ 锚 网索喷 ＋ ｕ型钢支架 ” 联合支护有 钢板穹形多功能锚索托盘， 规格 为 １ ５ ０ ×１ ５ ０ ×１ ０ ａ ｒ ｍ。 利于巷道同岩的稳定 性控制 。 圆形断面巷道和马蹄形三心拱 形断面 ｆ 锚索材料 ： ７股钢绞线 ， ２ １ ． ６×７ ０ ０ ０ ｍ ｍ； 锚索 布置方式 ： 每 排 排距 １ ６ ０ ０ ｍｍ； 锚 固剂 ： Ｋ ２ ３ ６ ０和 Ｚ ２ ３ ６ ０各一支。锚索托盘 ： 厚 巷道 同岩应 力 、 应变情况分布相 似 ， 巷道 两帮应力 、 应变大 ， 顶底板 ５根 ， 应力、 应变相对较小 ， 两 帮受力情况 以压应力为主 ， 顶底板受力情况 度为 ２ ０ ｍｍ钢板穹形多功能锚 索托盘 ， 规格为 ３ ０ ０×３ ０ ０ ×２ ０ ａ ｒ ｍ。
关于对深井软岩巷道支护与加固的探讨
关于对深井软岩巷道支护与加固的探讨依明江·阿吉新疆乌鲁木齐煤矿技工学校【摘要】本文对深井巷道变形特征以及深井软岩巷道支护的基本原则进行了分析，通过对深井软岩巷道的支护方法及深井软岩巷道的加固技术的探讨，提出了最佳的延长深井软岩巷道的服务年限的方法。
【关键词】深部巷道软岩支护加固技术煤炭资源开发由浅部向深部发展是现实而客观的要求。
煤炭科学技术的发展，更进一步加速了矿井深度的增加。
深部开采面临着高温高压和强烈的开采扰动和地应力，这决定了深部矿井会遇到一系列动力灾害，包括冲击矿压、煤岩与瓦斯突出、瓦斯爆炸矿井突水、矿压显现剧烈、巷道围岩大变形、冒顶片帮等灾害，因此，深部开采首要的、关键的问题是要解决深部巷道支护问题。
一、深井巷道变形规律与特征根据有关统计分析，当围岩单轴抗压强度在４０～６０Ｍ。
ａ的中硬岩中，断面在１２～２０ｍ２条件下的拱形巷道，采用常规的锚、网、喷支护形式：即锚杆直径为１６～１８ｍｍ、长度为１８００～２０００ｍｍ的ＭＳＧＬＷ－３３５无纵肋螺纹钢树脂锚杆，间排距８００×８００（ｍｍ）；直径４ｍｍ的钢筋制网，网格１００×１００（ｍｍ）；喷射１００ｍｍ厚的Ｃ２０混凝土的支护结构形式时，巷道埋深与变形情况如下：１．埋深小于４００ｍ时，巷道基本稳定。
使用一年后，局部有微小裂缝，位移量一般不大于２０ｍｍ，不影响使用。
但遇断层破碎带、水平应力大于垂直应力或受采动影响的地段出现变形、破坏，需要修复。
除个别破碎岩层、破碎带外，一般不需修复或加固。
２．当埋深在４００～６００ｍ之间时，两帮底部开裂，位移量一般３０～５０ｍｍ，有少量底臌，沿拱顶或两肩呈片状或条带形剥落，局部冒落露出原岩。
破坏量约占２０～３０％，需修复。
修复方式一般采用清除破坏部位，补打锚杆、挂网喷浆。
对压力大的地段应注浆加固。
３．当埋深在６００～８００ｍ之间时，巷道出现底臌、底脚内移，水沟挤裂，巷道顶部两肩部开裂，__________甚至冒落。
深部软岩巷道二次支护
深 部软岩巷道二次支护
王子章 阜新矿 业 （ 集团） ，辽 宁省阜新市 １ ２ ３ ０ ０ ０
摘 要 介 绍艾友 矿针 对 大 变形 软岩巷 道 的特 点 ，采 用 喷 、 锚 、 喷— — 网 、锚 、喷 二 次 支护 工
艺 ， 阐 述 了 支 护 的 工 艺特 点 以 及 技 术 上 关 键
置 ，间距 ３ Ｍ。 ３ ． ２ 施 Ｅ／ － 艺
的 问题 。实 践证明 ，深部 软 岩 支护 采用全技 术及 经济 效
益。
关键 词
软 岩巷道 ；二 次 支护 ；特 点
艾 友煤 矿煤 层赋存 条件 复杂 ，巷道 围岩 力学性 质差 异大 ，随 着开 采深 度的增 加 ，巷 道 维护难 度越 来越 大 ， 一 次支护 主要 是加 固 围岩 ，提 高 其 自支承能 力，允许 围岩 在控 制 下 释压 变形 ，以适 应软 岩变 形 的支护 特点 。 为 了保 证巷 道在较 长 的时 间的稳 定性 和服 务 期 的安 全 ，在 围岩变形 稳 定后 必须进 行二 次 支护 ，使 ‘ 、二 次支护 共 同支撑 围岩 应 力 ， 给 巷道 围岩 提供 最佳 的 支护强 度和 刚度 ，同 时 起到 安 全储 备的作 用 。艾友 煤矿正 是结 合 自己的特 点 ，有针 对 性地 在 １ ０ ７ 区 运输 大巷 和 回风 大 巷应 用锚杆 、 网、锚 索 、喷 浆 、二 次 的联 合支 护 ，取得 了良好的 芰护效 果 。通 过 实践 证 明 ，二次支 护是 控制 深部软 岩大 变 形 巷道 的最 ｔ 要手 段。
１一次支护存在的问题
原来采 用 一次 芰护使 用的 是锚 杆 、金属 网 、喷 浆联 合 支护 。在掘 送巷 道时 初喷 厚度 为３ ０ ａｍ ，锚 杆 、网 挂完 之后 在进 行 复喷 ， ｒ 厂 享度 ｌ ０ ０ ａｍ，使 水 泥砂 浆 压 任 金 属 网 上， ｒ 这种 支护 整个 体的 柔性较 差 、可缩 性小 。 另 外巷 道在 新掘 时破 坏 ＿ ｒ 原有 的应 力分布 ，打 破 了原有 的平 衡 ，在新 的巷 道形成 后势 必在 有 一 次 新 的 应 力平 衡 ，随 着 围 岩应 力的 释 放 ，造成 巷道 变形 ，而 深部 巷道 的地应 力较 大 ，造 成原有 的支 护在 地应 力的作 用下 受 到 ｒ 极 大的破 坏 ．使 巷道 内的 支护遭 到破 坏 ， 钢 筋 扭 曲 变 形 ，水 泥 层 断 裂 等 现 象 时有 发
软岩大断面硐室让压二次支护技术
山西潞安 矿业 集 团常村 煤矿 是我 国首 次部分 利 用 世界 银行贷 款建 设 的特 大 型 现代 矿 井 ， 计 能 力 设 为 ４ ０万 ｔａ ＋５ ０ ｍ 水 平 西 翼 胶 带输 送 机 机 头 ０ ／。 ２
水 位为 ＋ ５ 承 压 为 ２ ２ＭＰ ， 的断 层 和 陷 落 ６ ０ｍ， ． ａ 大 柱 可能 导通 含水层 ， 为潜 在 的突水 危险 因素 。
２ ． ６ｍ； ４ ５ 基本 顶 为局部 破碎但 整 体坚硬 的 中细砂 质
泥岩 ， ８ ３ ｍ。直 接 底 为 中 粒 砂 岩 ， 均 厚 １９ 厚 ． 平 ．１ ｍ； 基本底 为 粉 砂 岩 ， １ ． ０ ｍ。该 面 属 于 承压 开 厚 ２３
则 ¨ ： 实现 巷道 围岩 与 支护 结 构 的 共 同承 载 ； 引 ① ②
实现 及 时主动 支护 ； 实现柔性 支 护 。总之 ， ③ 支护 完 成后 ， 护与 岩体 能共 同产生 少量 的位移 ， 支 并且 释放
部分 能量 ， 能够保 证巷 道 围岩受力 平衡 ， 能保持 既 又
采 区域 ， 巷道底 板标 高 为 ＋５ ０ ｍ， ２ 常村 煤 矿 奥 灰水
收 稿 日期 ： ０ ２— ６—０ ２ｌ ０ ６ 作 者 简 介 ： 永 志 （ ９ ２ ） 男 ， 北 沧 州 人 ， ０ ７年 毕 业 于 河 北 工 李 １８ 一 ， 河 ２０
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７ ・ ３
２１ ０２年第 ８ 期
中州 煤 炭
土 相 Ｉ。 司 总第 ２来自期 ０安装 应力 及安 装时 间。合 理 的锚 杆支 护安 装应力 是 防止 围岩 过早 变形 的必要 条件 ， 否则 ， 围岩 松散破 碎 范 围会不 断增 大 ， 而导 致顶板 围岩 破碎 。 因此 ， 从 强 力 预应力 让压 锚杆 设 计 在 岩体 开 挖早 期 安 装 ， 样 这 安装 后 ， 预应力 锚 杆可 为 围岩 提供 轴 向和 横 向支 护
分析深井软岩巷道二次锚网索支护技术
2018年08月分析深井软岩巷道二次锚网索支护技术宋立忠（通化矿业（集团）有限责任公司道清煤矿，吉林白山134309）摘要：现代化的建设工作中，煤炭的开发力度不断提升，并且在相关的技术要求上也需要做出较好的满足，不能总是停留在传统的工作层面上，这样并不能对未来的工作进步做出较多的保障。
深井软岩巷道的施工，一定要在支护工作上进行良好的优化处理，如果继续按照简单的模式来操作，不仅无法得到预期效果，还有可能在未来的工作成绩上存在严峻的挑战。
所以，深井软岩巷道的建设过程中，二次锚网索支护技术的操作，是比较可靠的方法。
文章就此展开讨论，并提出合理化建议。
关键词：深井；软岩巷道；二次；锚网索；支护从客观的角度来分析，深井软岩巷道的施工难度是比较高的，尤其是在煤炭开采量日益提升的今天，如果继续按照传统的技术手段来操作，不仅无法得到良好的工作效果，还有可能对深井软岩巷道的安全性、稳定性造成不好的影响。
二次锚索网支护技术的应用，能够对深井软岩巷道的特点较好的结合，在很多工作的开展上，均可以取得较好的效果，但是必须注重技术的优势发挥，从而更好的避免在未来工作中遇到较多的挑战。
1深井软岩巷道的施工问题分析随着时代的不断发展和进步，深井软岩巷道的分布范围开始不断的增加，同时在很多地方的煤矿开采上，都必须做出良好的应对，如果缺少足够的技术支持，那么在工程建设的问题上将会持续性的增加，这就需要我们在未来的工作开展上，投入较多的努力。
结合以往的工作经验和当下的工作标准，认为深井软岩巷道的施工问题，主要是表现在以下几个方面：第一，深井软岩巷道的相关数据、信息不够健全，在技术的选用过程中，往往是按照老旧的经验来做出判定，对于先进的信息手段未做出良好的选用，这就很容易在支护工作的进行过程中，造成很大的矛盾、冲突，自身的工作质量无法达到预期。
第二，在深井软岩巷道的施工过程中，支护的方案不够健全，在相关影响因素的调查、研究过程中，还是继续按照传统的模式来操作，表面上能够得到良好的成绩，实际上根本无法满足工作需求，在理论化方面表现突出，实践工作不足。
深部软岩巷道联合支护机理研究
关键词 ： 软 岩巷 道 ； 支护 机 理 ； 原 理 １ 锚 杆 支 护 机 理 锚杆的主要作用包 括以下几个方 面 ： 悬 吊作用 、 组合梁作用 、 加 固拱作用 、 楔 固作用等 。具体可概括为 ： １ ． １ 悬 吊作用 锚杆 的悬 吊作用是指锚杆 把巷道 围岩周 围不稳定岩 层悬 吊于
．
螭囊
×
，
上部稳固岩体 ， 起到稳 固围岩 的作用 。锚杆 的悬 吊作用能够 防止巷 道 围岩不稳 定岩层 向下移 动 ， 并 提供 充足 的拉应力 ， 起 到防止岩层 松动塌落的 目的。锚杆能够产生悬吊作用具有 局限性 ， 它要求锚杆 的长度必须达到围岩深部稳 定岩层内 ， 如果锚人锚杆无法深入稳定 岩层 ， 将不会起 到悬 吊作用 ， 锚杆的作用就会大大降低 。如下图 ４ — １
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１ ５ ４ ・
科技论 坛
深部软岩巷道联 合支 护机理研究
朱孝龙 （ 中煤建筑安装工程集团有限公 司第六十九工程处 ， 河北 邯郸 ０ ５ ６ ０ ０ ０ ）
摘 要： 通过对深部软岩巷道 支护分析发现 ， 以往对深部软岩巷道的支护研 究 ， 尚存在 着一 些不足 ， 主要表现 在以下几个方面 ： （ １ ） 以 往研 究深部软 岩巷 道 支护 问题 时， 只追求片面的支护效果 ， 没有 对支护过程进行考虑 ； 包括支护时 间的选择 、 支护次数及 支护 形式、 支护 参数 的确定等 。（ ２ ） 支护方式单一且 多为一 次支护。深部软岩巷 道一般表现为地压 大， 变形 时间长等特点， 一次支护不能控制 围岩的稳定
所示 。 １ ． ２组 合 梁 ） 作 用
＞
－
． ． ＾ 组 合粱ｆ 拱） 作用是 指通过锚入锚杆加 固 ， 将 锚杆设计 长 度 以内的各层岩石组合成组合梁（ 拱） 。锚 杆的组合 梁（ 拱） 作用 能够 有效加 固巷道 围岩 ， 使 围岩组 合成整体 ， 阻止各层岩 石发生离层 或 错动现象 ， ２锚 索支护机理 图 １锚索支护的承载 作用 锚索支护是一种主动的支护方式 ， 通过传递支护应力至巷道围 就 能保 持围岩的稳定 ， 但在 深部软岩 岩深部稳定岩层 。 锚索与锚杆长度不同 ， 锚索长度大于锚杆长度 ， 锚 合 理的支护方式 和锚杆参 数 ， 锚杆支护具有局 限性 ， 不能适应 深部 软岩 巷道 高应 力 、 大变 固范 围更大 ， 在矿山井巷施工 中 ， 锚杆 、 锚索 、 喷射混凝土相互配合 ， 巷道 中 ， 共 同完成巷道支护作用 。锚索也具有锚杆的各种支护作用 ， 在巷道 形 的特点 ， 如锚固范 围小 、 支护效果差 、 易被腐蚀等 ， 往 往导致 冒顶 、 锚索 支护结构 中， 杆、 锚索承载区域相互叠加 ， 形成更 大范围的承载区 片帮等事故 的发生。锚索支护技术 与锚杆支护相互 配合使用 ， 长度可穿过不稳定岩层松动圈 ， 将不稳定岩层悬 吊在巷道 嗣岩深部 域， 较单一使用 锚杆支护效果 良好 。如 图 １ 所示 。 提高锚 固力 ； 同时 ｕ型钢可伸缩支架 支护配合锚 网喷 锚索 支护特点 ： （ １ ） 锚 索承受载荷能 力强 、 锚 固范 围广 、 支 护能 稳 定岩层内 ， 承受载荷能力大大加 强 ， 具备适应深 部软岩巷道 围岩大变形 力大于锚杆支护 。 （ ２ ） 锚索重量轻 ， 施工简单 、 方便 、 安 全可靠 。 （ ３ ） 锚 支护 ， 和大地 压的能力 ， 提高深部软岩巷道围岩整体性 以及强度 。 索 的支护效果好 与锚杆支护 ，减少巷道维护次数 ，提高经济效益 。 （ ４ ） 锚 索 具 有 良好 的 补 强 效果 。 “ 锚网索喷 ＋ ｕ型钢可伸缩 性支架” 联合支护技术不是多种支护 方式的简单叠加 ， 而是充分 发挥锚 、 网、 索、 喷、 Ｕ型钢支护特点 ， 多 ３ Ｕ 型 钢可 伸 缩 性 支 架支 护 机 理 同时完成深部软岩巷道稳定性控制要求 。其 ｕ型钢支架通 过构件 问的可伸缩性 和弹性 变形 来调节 支架承 种支护方 式相互耦合 ， 网、 索、 喷、 Ｕ型钢耦 合支护 ， 形成 受 载荷 ， 同时在支架 变形和伸缩性过 程中 ， 促使 围岩应力趋 于平衡 实质就是对 深部 软岩巷道实现锚 、 保证巷道的稳定。 状态 ， 具备适应深部软岩巷道围岩大地压 、 大变形 的能力 ， 是深部软 整体结构 ， 岩巷道 中一种较 为理想 的支护形式 。 ４ ． ２ “ 锚 网索喷 ＋ ｕ型钢可伸缩性 支架 ” 联合支护原则 为保证“ 锚 网索喷 ＋ ｕ型钢可伸缩性支架” 联 合支 护技 术在 深部 金属网的主要作用是约束巷道 围岩表 面的破碎岩石 ， 防止破碎 施 工过 程需 要遵 岩石 向巷道 内部挤压 ， 同时 与喷射混 凝土支护配合使用 ， 能够有效 软巷道支护当中能有效地控制巷道 围岩变形破坏 ， 地控制围岩变形 。 钢带 的主要作用是加大锚杆 、 锚索的支护范围 ， 同 守 以下 原则 ： ４ ． ２ ． １ 及时喷射混凝土。 南于深部软岩巷道 围岩特性 ， 遇空气 、 水 时 能 起 到 固 定 金 属 网 的作 用 。 容易产生风化 、 潮解现象 ， 造成巷道 同岩变形破坏 。 金属网和钢带 的特点包括 ： （ １ ）能够有效地控制锚杆与非锚 固 ４ ． ２ ． ２允许巷道围岩释放一定塑性能 ， 充分利用岩体 自身承载能 岩层之 间的围岩变形 ， 支撑着巷 道周 围的岩石 ， 以防止破 碎的岩石 支护结构与 围岩相互作用 ， 形成整体 ， 共 同保持围岩围岩稳定 。 坊塌 ， 破坏巷道 ； （ ２ ） 能将锚杆与非锚固岩层之间 的载荷作用传递到 力 ， ４ ． ２ ． ３设计合理的锚杆 、 锚索参数。 根据松动圈支护理论 ， 计算锚 锚杆上 ； （ ３ ） 能够 托住 己破碎 的巷道 围岩 ， 提 高了围岩整体强度。 ４“ 锚网索喷 ＋ Ｕ型钢可伸缩性支架” 联合支护原理 杆、 锚索 长度 。 要求锚杆长度大于围岩松 动圈； 锚索 长度一般是锚杆 长度 的 ３ ５ 倍， 使得锚索能过顺利通过不稳定岩层 ， 锚固在巷道围 ４ ． １ “ 锚 网索喷 ＋ ｕ型钢可伸缩性支架” 联合 支护机理
论煤矿深井软岩巷道支护
论煤矿深井软岩巷道支护软岩巷道支护随着煤矿开采深度增加变得愈加困难，迫切需要寻找和研究新的支护技术以解决工程实际问题。
针对此类矿山需求，本文以软岩巷道支护为研究对象，在阐述了软岩的基本概念和软岩巷道支护现状的基础上，提出了可缩性金属支架结合锚注支护的复合型支护方式，对于巷道围岩控制具有重要意义。
标签：深井；软岩巷道；可缩性金属支架；复合型支护一、软岩的基本概念软岩是软弱、破碎、松散、膨胀、流变、强风化蚀变及高应力的岩体之总称，分为地质软岩和工程软岩两类。
前者是指强度低、孔隙度大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响显著或含有大量的膨胀性粘土矿物的松、散、软、弱层；后者是指在工程力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体，工程力是指作用在工程岩体上的力的总和，它可以是重力、构造残余应力、水平作用力和工程扰动力以及膨脹应力等，显著性塑性变形是指以塑性变形为主体的变形量超过了工程设计的允许变形值，并影响了工程的正常使用。
工程软岩的基本概念揭示了软岩的相对性实质，即是否为软岩取决于工程力与岩体强度的相互关系。
不同岩体可能表现为硬岩特性，也可能表现为软岩的特性，而对于同一种岩石，在较低工程力的作用下可表现为硬岩的变形特性，在较高的工程力作用下可能表现为软岩的大变形特性。
二、.深井软岩巷道支护存在的问题牵涉到工程安全问题时，人们对此关注度较高。
我国历来重视软岩巷道支护安全，尤其是在当前大多数煤炭进入深井开采模式的背景之下，迫切需要寻找和研究新的支护技术以解决工程实际问题。
但在关于软岩巷道支护理论认识和方法研究方面还是存在一定误差，依笔者来看主要包括以下几个方面：1围岩变形破坏机理。
以往人们普遍认为巷道支护仅是巷道开挖后采取支架支护的过程。
巷道支护是对围岩的支护过程这个说法没什么问题，但必须建立在充分认识围岩变形破坏机理的基础上，只有深入透彻地研究变形机理，才能选择适当的支护时机和支护形式，使支护与围岩变形相协调。
2支护对策。
煤矿软岩巷道二次支护技术应用研究
煤矿软岩巷道二次支护技术应用研究【摘要】软岩巷道支护是当前煤矿安全重要问题之一。
本文介绍了软岩巷道变形破坏特征，并探讨了二次支护原理与技术，最后结合工程实践，详细的阐述了二次支护技术在软岩巷道中的应用。
【关键词】软岩巷道；破坏特征；二次支护；工程应用引言随着矿井开采深度的增加，自重应力也随之增加，由于巷道围岩的集中应力大于其自身强度，巷道会发生各种形式的变形和破坏，易发生极具破坏性的冲击地压。
在矿井深部岩层中软岩的问题更加突出，进行巷道支护时会遇到很多困难，严重影响煤矿正常的安全生产。
可以说软岩巷道支护是当前煤矿安全重要问题之一。
软岩巷道的稳定与支护技术密不可分，研究适合软岩条件下的支护技术是十分必要的。
1 煤矿软岩巷道变形破坏特征深部巷道围岩变形的主要影响因素是地应力。
在高应力作用下，围岩移动非常剧烈，严重影响巷道稳定性。
在软岩地层中，岩体单轴饱和抗压强度压一般在5MPa～15MPa之间，即使用拱形金属支架和各种结构封闭式支护的巷道有时也产生很大变形。
因此，在高应力软岩巷道中围岩变形破坏非常强烈，主要表现在：1.1 巷道围岩变形量大由于深井巷道围岩压力较大，如果不进行及时的支护，巷道变形可达1m多，当受采动压力的影响时，巷道的破坏是全断面的，有时很难分清以顶、帮、底哪部分先破坏，严重时可将整个巷道封死，行人无法通过。
1.2 巷道围岩变形速度快当巷道变形量超过支护结构的允许变形量时，支护结构承载能力下降，围岩变形速度加剧，最快可在2个月之内导致巷道失稳破坏，使巷道无法正常运输。
1.3 巷道底鼓量大深部矿井巷道底鼓现象具有普遍性，底鼓是巷道围岩在垂直方向变形的主要形式。
深部巷道不仅顶板下沉、两帮内移、而且底鼓。
据国内外部分深井资料的统计分析表明随矿井深度增大，易于产生底鼓的巷道比重越来越大；底鼓量在顶底板相对移近量中占的比重随开采深度增大而增大。
1.4 巷道围岩变形量随巷道埋深而增大不同矿区、不同地质条件下都存在一个软化临界深度，超过临界深度，支护的难度明显增大，巷道变形量随埋深呈线性增加，且软岩巷道变形在不同的应力作用下，具有明显的方向性。
井巷工程软岩巷道二次加固支护技术
井巷工程软岩巷道二次加固支护技术摘要泉店煤矿-540m东翼轨道大巷属于典型断层构造带高应力软岩巷道，围岩较为破碎，裂隙发育，应力集中程度较高。
巷道易陷入“前掘后修”的恶性循环，通过采用二次加固支护技术进行围岩加固，有效地抑制了新掘进巷道围岩的离层及变形，取得了良好的支护效果。
关键词断层构造带；高应力；软岩巷道；二次加固1 概述泉店煤矿位于禹州煤田东部，设计生产能力为1.2Mt/a，全井田共有发育断层31条，其中落差大于100m的4条，落差30m～20m的4条，落差小于20m 的23条。
井田中部的DF04断层（落差0m～75m）把本区分为东、西两个断块，-540m东翼轨道大巷属于典型的断层带高应力软岩巷道，掘进过程中揭露岩体较为破碎，裂隙发育，应力集中程度较高，因此在掘进期间受断层切割影响严重。
2围岩变形破坏特征及原因分析2.1 围岩变形破坏特征2.1.1 巷道原有支护方式东翼轨道大巷设计断面为半圆拱形，墙高1600mm，净宽4600mm，净高3900mm，净断面积为15.7㎡。
设计支护方式为锚网索喷，初次支护选用锚杆材质为Φ20mm×L2400mm左旋无纵筋螺纹钢，锚杆间排距为700mm×700mm；同时，在巷道拱部布置5根Φ18.9mm×L8000mm的锚索进行加强支护，锚索间排距为1400mm×1400mm。
喷砼厚度为120mm。
金属网片为Φ6mm钢筋加工的100mm×100mm方格网，在此基础上，当顶板较为破碎时使用双层钢筋网护顶。
2.1.2 巷道围岩变形破坏特征1）距掘进工作面10m范围内，巷道整体支护状况良好，帮顶未出现明显变形；2）掘进工作面向外10m～20m范围内，拱顶部分喷浆体出现开裂、掉落现象；3）随着距离工作面距离的延伸，当超过40m范围时，已支护巷道出现两帮内移、顶板下沉等强烈变形破坏现象，喷浆体开裂严重，底鼓现象较为强烈，变形严重区域已威胁矿井安全生产。
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c1 cot 1 c cot
深井、软岩岩巷二次支护原理
3.1 有限让压合理控制围岩技术
合理的一次支护强度
选择不同锚杆间排距下锚固体对应的力学参数及 原岩应力、岩体力学参数、巷道半径、锚固区半径值 代入应变软化区（塑性区）半径的理论计算公式可知， 随锚杆间排距减小，锚杆支护强度的增加，巷道围岩 塑性区范围迅速减小；一定阶段后，塑性区减小趋缓， 如下图。变化拐点的锚杆支护强度为 0.25MPa，这就是 经济合理的锚杆一次支护强度。
深井、软岩岩巷二次支护原理
2 锚杆支护围岩强度强化理论
锚固体C、、C*、* 随锚杆支护强度t的 增加而提高。
不同锚杆支护强度下锚固体破坏前的C、 值
锚杆支护强度 t / MPa 等效内聚力 C / MPa 等效内摩擦角 / ° 0 0.3466 31.51 0.06 0.3568 31.53 0.08 0.3626 33.51 0.11 0.3677 35.57 0.14 0.3828 37.14 0.17 0.3773 38.8 0.22 0.3869 40.4
由弹性力学轴对称问题的基本解知：
径向应力: r 径向应变: r 位
Rp p0 r ( p0 sin C cos )
Rp 1 ( p0 sin C cos ) E r
2
2
2
Rp 1 移: u E ( p0 sin C cos ) r
深井、软岩岩巷二次支护原理
河南理工大学 中国矿业大学
勾攀峰
侯朝炯
深井、软岩岩巷二次支护原理
1 概述
煤炭资源的开采不断向深部发展。 我国煤矿每年以 10 ～ 12m 的速度向深部发展 （东部矿井10～25m/y）。 深井、软岩巷道表现出高应力、大变形、强 烈底鼓、持续流变的特点，围岩不能稳定，严重 影响生产和安全。
深井、软岩岩巷二次支护原理
2 锚杆支护围岩强度强化理论
不同锚杆支护强度下锚固体破坏后的C*、*值
锚杆支护强度 σt / MPa 等效内聚力 C* / MPa 等效内摩擦角 */ ° 0 0.0168 0.06 0.0182 0.08 0.0183 0.11 0.0184 0.14 0.0186 0.17 0.0194 0.22 0.021
深井、软岩岩巷二次支护原理
3.2 有控主动卸压技术
有控主动卸压范围与围岩变形量的关系
1000 900 800 巷帮一侧变形量 巷道顶板下沉量 巷道底鼓量
2C ( p ) cos 1 sin r 应变软化区的强度准则为： 1 sin 1 sin R M —— 软化模量，即软化应力应变曲线的斜率； ——初始屈服时的最大主应变， c
、
深井、软岩岩巷二次支护原理
3.1 有限让压合理控制围岩技术
一次支护的巷道围岩应力状态（弹性区）
深井、软岩岩巷二次支护原理
3.1 有限让压合理控制围岩技术
合理的一次支护强度
4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 锚杆支护强度/MPa 0.3 0.35 0.4
塑性区半径/m
一次锚杆支护时塑性区半径与支护强度关系
深井、软岩岩巷二次支护原理
深井、软岩岩巷二次支护原理
锚杆布置在破碎围岩中
7
深井、软岩岩巷二次支护原理
2 锚杆支护围岩强度强化理论
围岩强度强化理论
实质是锚杆与围岩相互作用，组成锚固体
锚杆可改善锚固体力学参数，提高锚固体的强度，
使岩体强度，特别是峰后强度和残余强度得到强 化 形成共同承载结构，充分发挥围岩自承能力
3.2 有控主动卸压技术
深 部 、 软 岩 岩 巷 初 期 变 形 速 度 通 常 都 在 10 mm/d以上，围岩剧烈破坏、支护体失效 ，掘进初 期巨大的变形能必须以某种形式释放。 U 型钢可缩性支架由于预留变形空间有限，不 能充分释放围岩变形能。 因此，提出了一种主动有控卸压的方法释放变 形能，即巷道掘进时紧跟迎头设置顶板锚杆保证安 全、架设棚式支架，当围岩变形挤压支架时，主动 破碎一定厚度的围岩，使围岩与支架之间留有一定 的变形空间、释放变形能，将高应力向深部转移。
1 sin r 1 sin Rm
2sin 1sin
2sin 1 1 sin 1 Rm c cot c cot c cot 1 1 1 1 R 0
p0 — 原岩应力； RP — 巷道围岩塑性区半径； r
— 巷道围岩体位置半径；
c — 岩体粘结力； — 岩体内摩擦角； — 岩体泊松比。
深井、软岩岩巷二次支护原理
3.1 有限让压合理控制围岩技术
一次支护的巷道围岩应力状态（应变软化区）
Rp 4 M c B0 cos r 1 1 sin (1 ) r
2
锚杆支护围岩强度强化理论
深井、软岩岩巷二次支护原理
2 锚杆支护围岩强度强化理论
传统锚杆支护理论存在的问题：
（1）传统的悬吊、组合梁、组合拱理论及计算是 针对弹性状态的完整岩体； （2）研究锚杆支护对围岩E、C、 的改善也限 于岩体破碎前的弹性状态； （3）处于峰后强度和残余强度的破碎岩体，锚杆 支护能否起作用？作用机理是什么？
应力峰值/MPa
20.5
深井、软岩岩巷二次支护原理
3.2 有控主动卸压技术
有控主动卸压范围与塑性区发展的关系
巷道两侧塑性破坏区范围/m
6 5.5 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1 2 3 卸压次数 4 5
随卸压次数的增加，塑性破坏区逐渐增大。一次支护形成 的塑性区要保证顶板安全和满足断面收敛率的要求，因此，塑 性区不易过大。
B0
1 ( p0 sin C cos ) E
深井、软岩岩巷二次支护原理
3.1 有限让压合理控制围岩技术
一次支护的巷道围岩应力状态（破碎区内锚固区）
1sin 1 r r C1 cot 1 C1 cot 1 R0 1sin 1 1 sin 1 r C cot C cot 1 1 1 1 1 sin 1 R 0 2sin 1 2sin 1
1
M c B0 C cot 2 cot 1
2 sin 1sin
2 M c B0 (cos cot ) r p 0 (1 sin ) C (cot cos ) R 1 sin ( 1 ) p
31.51
31.53
33.51
35.57
37.14
38.8
40.4
深井、软岩岩巷二次支护原理
2 锚杆支护围岩强度强化理论
锚固体强度随锚杆支护 强度σt 的提高而得到
强化，达到一定程度就
可保持围岩稳定。
图2.1 锚固体应力应变曲线图 注：曲线上数字为锚杆支护强度σt（MPa）
3
合理一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ支护
深井、软岩岩巷二次支护原理
c
— 破碎区内非锚固区岩体的粘结力。
深井、软岩岩巷二次支护原理
3.1 有限让压合理控制围岩技术
应变软化区（塑性区）半径
c c 1 2M c B0 RP Rm 2 M c B0
1
1sin 2sin
c c 1 2M c B0 M c B0 2 cos c cot c cot 2 cot 1 1 1 sin(1 ) 4 M c B0 M c B0 cos P0 1 sin c cot cos 2 cot 1 1 sin(1 ) 1 1 2sin 1 1 sin M c B0 c c 1 2M c B0 1 2sin R c1 cot 1 m R0
深井、软岩岩巷二次支护原理
1 概述
深井、软岩岩巷支护原则： 先让后抗、先柔后刚的二次支护 让、抗、柔、刚的程度、强度以及二次支护 的原理未解决。 此项研究就是解决以上问题。
深井、软岩岩巷二次支护原理
1 概述
矿井极限深度（浅、深井界限）
围岩性质
软岩 中硬岩 硬岩
极限深度（m）
400～500 800 >1000
深井、软岩岩巷二次支护原理
3.2 有控主动卸压技术
全封闭支架 开挖空间
全封闭支架 开挖空间
开挖前
开挖后
深井、软岩岩巷二次支护原理
3.2 有控主动卸压技术
14 16 20 18 12
4 6 8 10 12 14 16 18
巷 道
未释放膨胀变形能
释放膨胀变形能
释放变形能前后垂直应力分布（MPa）
深井、软岩岩巷二次支护原理
3.2 有控主动卸压技术
有控主动卸压范围与应力转移效果的关系
10 21.5 垂直应力峰值距巷帮距离 垂直应力峰值大小 21
垂直应力峰值距巷帮距离/m
9 8 7 6 5 4 3 0 1
20 19.5 19 18.5 18 2 卸压次数 3 4 5
每次卸压范围（破碎围岩的厚度）150mm，随着卸压次数的 增加垂直应力峰值逐渐远离巷道，峰值大小也逐渐减小。当卸 压次数从3次增加到5次时应力峰值减小的幅度就不太明显了。
1 sin 1 sin 4M B Rp cos c 0 1 1 sin (1 ) r