深井高地压软岩巷道围岩压力转移支护技术研究
深部软岩巷道支护研究
软岩 巷道 的变形 破坏特 性不仅 受围岩 的力学 性质影 响而且 受巷遭 所处 的 地应力环 境和工 程 因素控 制。 软岩工程 是一 门实践性、 经验性很 强的科学 技术 。
严 重者可封堵 整个巷 道 。 从 变形破坏 来看 ， 岩 体 以挤 出大变形 为主 ， 有巷道 侧帮 的张拉挤 出破 坏 ， 有巷 道顶 板挤 出下沉 ， 也有巷 道 的强烈底 鼓 。
持续时 间很长 ， 具 有 明显 的时 间效应 。 如果 不采取 有效 的支护措施 ， 围岩 变形 的
急剧增 大 ， 势必 导致巷 道 的失稳 破坏 。
实践 的高 度而 发展 起来 的。 １ ， 深 部商 应力 软岩巷 道 支护存 在的 主要 问愿 深 部软岩 巷道 支护 问题 ， 尤 其是深 部复杂 软岩 回采巷道 的支 护 问题 ， 是 矿 业工 程 中的一大 顽疾 。 以往对深 部软岩巷 道 的控制 问题 ， 在理 论认识 和支 护方 法上 存在 一定 问题 ， 主 要表现 在 以下几 个方 面 ： （ １ ） 围岩变 形破坏机 理 。 支护是 一个过 程 ， 要 使这 一过程 与围岩变 形过程 相 协调 ， 必须 充分而深 入地研 究围岩 的变形机理 ， 只有在 此基础 上 ， 才能选择 适当 的软 岩 的支护 时机 、 支 护型 式 以及确定 合适 的支 护参 数。 （ ２ ） 支护对 策 。 深部软 岩巷道 与一般软 岩巷道 变形破 坏特征 不 同， 应采 取适 应于 深部 软岩 的支 护对策 。 （ ３ ） 支护参 数 。 支护参 数选择 是影响巷 道稳 定性 的一个非常 重要 的因素 。 以 往对 支 护参数 的选取 基本上 采用 工程类 比法 。 当工 程地 质条件 简单 ， 此法 基本 满 足要求 ； 当地质 条件复杂 ， 是不 能满足 要求的 ， 再加上 目前很少 有深部高 应力 软岩巷 道 支护成 功事例 ， 无法进 行工 程类 比 。
高地应力软岩巷道支护技术研究与实践
炭
工
程
２ １ 第 ４期 ０ ０年
煮 鹄瘴力 聱 零避辜妒技术研究 与寥践
张 士 同 ，张 庆 和
（ 莱芜 市万 祥 矿 业 有 限公 司 潘 西 煤 矿 ，山东 莱 芜 ２ １０ ） ７ ７ １
摘
要 ：随 着矿 井 开采 深 度增 加 ，巷 道 开挖 后 变形加 快 ，变形 量加 大、维修 费 用增 加 ，不
措施。
关键 词 ：高地 应 力 ；软岩巷 道 ； 支护技 术
中图分类 号 ：Ｔ ３ ３ Ｄ ５
文献标识 码 ：Ｂ
文章编 号 ：１７ — ９ ９ ２ １ ）４０ ３ －３ ６ １ ０ ５ （０ ０ ０ －０ ２０
生显著的塑性变形和流变。
随着开采深度 的增加 和锚杆 支护技 术 的推 广应用 ，潘
组断层 ，其中最 大断层 Ｆ ２落 差 ３ ３— ５～６ ｍ；穿 过 的岩层 ０ 有煤 ９ 、煤 ８ 、一 灰 、煤 ７ 、煤 ５（ 部分 层 ） 局 、煤 ４ 、煤 ３ （ 局部分层 ） 、粉砂岩 、泥质粉砂岩 、薄层粗砂 岩、细砂 岩、 砂质页岩 、砂质泥岩 等 ，岩石 松 软、破碎 、易垮 落 ，尤其
７０ ｍ ×７ ０ ｍ；锚 索 为 １． ｍ ×６ ０ ｍｍ， 排 距 为 ０ｒ ａ ０ｍ ７８ ｍ ００ ２０ ｍ ４ ０ ｍ，每 排 ３根 ，拱 顶 、两 肩 窝 各 １ ， 每根 锚 索 采 用 根 三 支 Ｍ Ｋ ８５０ 型 树 脂 锚 同 剂 同 定 。使 用 ￣ ｍ 钢 筋 焊 Ｓ ２／０ Ｉ ￣ｍ 网 ，混 凝 土 为 Ｃ ０ ２ ，喷 厚 为 １０ ｍ。 ５ｍ 采 用 一 掘 一 喷 ，即 爆 破 后 初 喷 做 临 时 支 护 ，初 喷 ３ ０—
等 技术 措 施 ，效 果 较 为 理 想 。
深井软岩巷道支护技术研究
当代化工研究99Modern Chemical Research丿丿2019•06技术应用与研究深井软岩巷道支护技术研究*刘廷（汾西矿业正佳煤业有限责任公司山西041399）摘要：正佳煤矿巷道围岩属于软岩巷道，巷道掘进支护后围岩变形量大，且难以控制，基于此，笔者在对巷道破坏影响因素分析的基础上，对矿井的软岩巷道支护方案进行了设计，并对巷道支护效果进行监测分析，结果表明：采用锚网索喷支护+底板采用注浆锚杆联合支护方式进行巷道支护在控制围岩变形和治理软岩巷道底臓等方面具有良好的效果”关键词：煤矿；软岩巷道；底鼓；围岩控制中图分类号：T文献标识码：AStudy on Support Technology of Soft Rock Roadway in Deep MineLiu Ting(Fenxi Mining Zhengjia Coal Industry CO.,LTD.,Shanxi,041399)Abstracts The surrounding rock of Z hengjia Coal Mine roadway belongs to soft rock roadway,and the deformation of s urrounding rock after roadway excavation and support is large and difficult to control.Based on the analysis of i nfluencing f actors of r oadway damage,the author designs the supporting scheme of s oft rock roadway in mine,and monitors and analyses the supporting effect of r oadway.The roadway support with bolt-mesh-cable-shotcrete support and f loor combined with grouting-bolt support has good effect in controlling surrounding rock deformation and controlling floor heave of s oft rock roadway.Key words：coal mine；soft rock roadway；floor heave\surrounding rock control1•矿井概况正佳煤矿巷道围岩属于I类软岩，矿井主采的煤层为3号煤层，埋藏深度在600〜800m之间，平均深度在700m,矿井属于深部开采矿井，地应力较高。
深井高地应力巷道支护技术的研究
金 属菱 形 网 ， 格 有 宽 ×长 ＝９０Ｘ３ ０ ｉｎ和 ９ ０× 规 ０ ３０ｎ ｌ ０
２０ｍ ２０ ｍ两种 。帮 锚 杆 铁 托 板 和煤 帮 之 间 需 加 １块
１０× ５ ５ ｍ 的 木 托 板 。 ５ １０Ｘ ０ ｍ １３ 顶 锚 索 的 应 用 ． ‘
以用 风 锤 。
Ｉ ２ 煤 帮支 护 ．
采用 锚 网 点 锚 的 锚 杆 支 护 形 式 ， 杆 ０× 锚 ２ ０ ｒ 螺 纹 钢 锚 杆 ， 锚 杆 上 帮 间 排 距 为 ０ ７× ２０ ｍ ａ 帮 ． ０ ８ 下帮问排距为 ０ ８ ０ ８ 。网为 １ 。 ｍ； ． ． ｍ ｘ ２钢丝铁编 制
眼布 置 ， 、 距 为 ２ ２×１６ 中 间 ８０ ｍ 处 为 １ 。 间 排 ． ．ｍ， ０ｍ 根 １４ 帮 锚 索 的 应 用 ．
一
旦 出现持续性 变形就 会导 致工 字钢发 生严 重 的变 形 ， 所 以说 工字钢棚不能适应巷道 的持 续性变形 。采 用锚 网梁 ＋预应 力锚索补 强支护 ， 在巷道 掘 出后及 时 打设 锚杆 ， 能够起 到主动加 固的作用 ， 把下 面的软岩通 过锚 固作用悬 吊到上部坚硬的岩石上。但传统 的锚 网梁支
护现场证 明也不 能完 全适 应 高地应 力 的巷道支 护 ， 必 须在原有支护经验 的基 础上进 行研 究 ， 理优化 施工 合 技术参数 、 案来加 以更 改、 方 创新 ， 之 能适应 巷 道 的 使 持续性变形 ， 达到预期 的支 护 目的。
１ 研 究 解 决 问题 的 途 径 １ １ 顶 板 支 护 ．
采取锚 网梁 ＋预 应力锚 索补 强支 护 ： 锚杆 规格 顶
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。
煤矿巷道软岩工程特点及支护技术的探究
煤矿巷道软岩工程特点及支护技术的探究摘要：矿山开采过程中，矿井巷道软岩石支护，特别是高应力软岩巷道深部的支撑，是矿井安全生产面临的一个重大难题。
随着煤矿生产的发展和深度的提高，煤矿巷道的软岩支护问题越来越严重。
煤矿井下的软岩石问题对矿井正常高效生产具有重要的作用。
本文阐述了软岩工程特点，对煤矿巷道软岩工程支护技术进行了分析。
关键词：煤矿巷道；软岩工程；支护技术引言目前，国内的煤炭资源多以地下采矿为主，采矿时必须在矿山下面开挖充分的巷道。
矿井的开采、施工必须确保井筒的畅通和井筒的稳定。
矿井巷道的支撑困难主要受到地应力影响，被开采工作影响，围岩破碎情况，巷道横截面等多种因素的作用。
所以，在煤矿巷道中，必须继续完善软岩支护技术。
1软岩工程特点地下施工是一种在岩层或土壤中进行的施工，其施工环境和工作状态与地表施工有很大区别。
所以，采用地表工程的设计理论与手段来解决这些问题，很明显无法对各种不同的力学问题进行恰当的分析，从而得出相应的支护方案。
与地表施工相比，在许多方面都表现出明显的差异。
由于煤矿的开采具有非选择性，大量的煤矿开采会使地应力的均衡状况受到破坏。
煤炭开采过程中，受其赋存条件、沉积环境、地质结构等因素的制约，导致了煤炭开采过程中存在的问题。
煤矿的采掘深度一般为500~600 m,千米以上的矿井也逐渐增多，有的矿山在浅层采矿时，软岩石问题还不突出，而到了深层，则出现了较大的地应力和动压作用。
煤矿软岩组份中存在着较多的膨胀性矿物质，在软弱的环境下，岩体的硬度较差，容易在干燥、失水时发生塑性流动，特别是遇水变形、崩解和膨胀。
矿井的使用寿命一般可以达到一百多年，而矿井的巷道由于使用寿命的差异，往往比隧洞的寿命要长，而且软岩巷道具有较大的时间限制。
2煤矿巷道软岩工程支护技术2.1支护技术理论一是加固岩体的力学性能。
在改善围岩的围岩压力、增大围压、增强围压体的受力的基础上，还改善了被锚岩体的力学特性，增强了岩体的峰值和岩体的参与强度。
浅析深井高应力软岩巷道地压治理试验研究
文／ 宋进
摘 要 ：为解决煤矿深 井巷道 在复杂地质条件及 高应 力作 用下 变形．破坏 严重 的问题 ，提 出 了采 用注浆 锚杆
为 补 强支 护 的 治 理 深 井巷 道 变 形 的 方 案 ， 实 践证 明 采 用 该 方 法 治理 巷 道 变 形 取 得 了成 功 ，其 提 高 了巷 道 支 护 强 度 ，控 制 了动 压 巷 道 的 破 坏 ，保 证 了巷 道 的 稳 定 。
一
３ ０
—
— —
∞
一 。
Ｏ
● 卜
Ｉｌ Ｉ １
２ Ⅲ — 一５ —卜 ｍ
—＊一 ０ ｍ — 》 －６ ＿－ ｍ
— ÷ ０ ｍ ｌ 一 ５
● ４ｍ 一
注 蓝 锚 轩
锚 素
底 角谨袋锚轩
钢 筋 网
锚 ｆ
０
５
１】 ｆ
１ ２ ２５ ５ ０ ： ） ３５ ｛ Ｉ
巷道 捕ｉ 聪 天数／ 进 ｄ
综上 ，可以得 出 ： （ ）近６ 天的 围岩变形 监测显 １ ０ 示 ，锚注加 固后 围岩的变形及变形速度小，巷道在锚注 加 固施工后５ ｄ ０ 后围岩基本处于稳定状态 。 （ ）从监 测 ２ 数据可知 ，围岩移近速度最大值在１６ ＿ ．ｍｍ／ ． ， ．＿２Ｏ ￣ 间 可见采用底板锚注加固技术可有效控制巷道围岩变形。 四、结论 （ ）锚注 支护 为改善巷道 的维护状况 ，进一步 降 一 低支护成本 ，实现高产高效提供 了一种新的技术保障手 段，具有广阔推广应用前景。 （ ）锚注支护广泛应用于不同类型不稳定的和极不 二
稳定的巷道支护 ， 通过锚杆加注浆增强围岩 自身的支撑 能力，达到控制威严变形来保持不稳定顶板 的稳定 。实 践证明采用合理锚注支护参数后 ，巷道维护效果较好。 作者单位：淮南矿业 （ 集团）有限责任公司谢一矿
深井高地压沿空巷道围岩变形机理与支护技术研究
随着 开采 强 度 的不 断 加 大 ，许 多 矿 山 都 相 继 进 入 深 部
开采。深部与浅部沿 空掘巷 围岩变 形有很 大 区别 ，深 部煤 岩体 处于高地应力 、高地温 复杂地 质环境 中，高原 岩应力
大多数底板 围岩是 泥岩 、页岩等 ，含 有膨胀 性矿 物 ，但 泥
岩 有 隔水 作 用 ，因 此 水 对 底 板 的 侵 入 程 度 是 有 限 的 Ｊ ．支 承 压 力 引起 的 塑 性 变 形 是 沿 空 巷 道 底 鼓 的 最 主 要 的原 。 相 邻 工 作 面 回采 形 成 的 侧 向 支 承 压 力 和 本 丁 作 面 回 采 形 成
２￣３ ） ３ ７
摘
要 ：分析 了深 井 高地 压 沿空巷 道 的 围岩 变形机理 ，并 以潘 三煤矿 两条 沿空巷道 典型 试验
为背景 ，采 用数值 计算 方 法确 定 了深 井沿 空巷 道 需 留设 的合理 煤柱 宽度 为 ７～８ ｍ，进 而提 出了深
井沿 空巷道 顶板及 两帮 应遵循 的 支护原 则 。现 场 工程 试验 结 果表 明 ，顶板 以锚 索桁 架 支护 为 主 、
１ 深 井沿 空巷道 围岩 变形机 理探析
１ １ 顶 底 板 变形 机 理 ．
沿 空 掘 进 巷 道 顶 板 的沉 降 主要 受 开 采 深 度 、煤 层 采 厚 、 顶板 岩 性 与 结 构 、采 空 区 顶 板 冒落 及 充 填 状 况 、煤 柱 承 载
１ ２ 两 帮 变形 机 理 ．
的超前 支承压力 通过两 帮传 递给底 板岩层 ，导致底 板 岩层
在 一定 深度 内 出 现 垂 直 拉 伸 应 变 ，而 煤 系 地 层 底 板 一 般 为 层 状 ，其抗 拉 强 度 由 层 间 的 弱 面 决 定 ，抗 拉 强 度 低 ， 巷 道
深井高地压巷道锚杆支护技术研究
究 分析 。在 围 岩 的 弹性 变 形 区域 内 ， 处 于 弹性 的 变形 阶段 的围岩保 持 完好 且变 形 小 。此 时 支护 强 度 的增 加 难 以使 围岩 变形 获得 明显 改 善 ； 在 围岩 的弹塑 性 区 内， 处 于 弹塑性 的变 形 阶 段 围 岩 保 持稳 定 ， 其 弹 塑 性 的 变 形 区也 没有 超 出锚 杆 支 护 的 范 围 ， 支 护 系 统 仍 可 以发 挥 作用 。此 时 ， 支 护 强 度 的 轻 微 变 化 也 会 引 起 剧 烈 增 加 的变形 。而在 围岩 破 坏 区域 内， 围岩 已经 被破 坏 了。 支 护 系统在 承受 着破 碎 岩石 所 带 来 的静 载荷 。且破 坏
这种支护的强度低 ， 若是 采深大、 地压大 ， 其支护 的效 果 也不好 并 不 能 真 的解 决 问题 ； 第 三 阶段 是 高 强 的滚 丝 锚杆 ， 它 的引入对 巷效 果 起 到 了有 效改 善 的作 用 ， 巷 道的 变形量 也 明显降 低 。但 是 在 深 井掘 进 以及 回采 的 过程 中锚杆 会 产 生 大 量 的 破 断 ， 其产 生 的 冲 击 会 造 成 人 身 伤害 ， 因此这 种技 术仍存 在着 一些 待解 决 的问题 。 目前我 国 深 井 巷 道 的 支 护 技 术 存 在 着 掘 进 速 度 慢、 成本高且支护效果差 ， 难 以满 足生产需求 。为了把 深井 巷道 支护 的 问题 解 决 ， 就要找到一种经济 、 快速、 安全 的深井 巷道 的新 支护技 术 。
求 达到巷 道 围岩经 济 有效 支 护 的 目的。要 进行 锚 杆 支 护 系统设 计 ， 就 要 先 对 围岩 应 力及 其 变 形 特性 进 行 研
在我国， 锚杆 支 护 是 一 种 技 术 已经 成 熟 的支 护 方 式， 现 在 已经 广 泛被 应 用 在 巷 道 的支 护 施 工 中。锚 杆 支护 技术 的发展 历程 可 以划 分为 三个 阶段 ：
煤矿井下软岩巷道施工支护技术研究应用
煤矿井下软岩巷道施工支护技术研究应用摘要：在我国煤矿底层中软岩分布广泛，煤炭储量在1000M以下的占比55%左右，随着我国开采深度的增加，我国大部分矿井巷道基本岩层结构多为软岩，深部巷道受高应力和高温度等影响，容易出现开采困难和巷道明显变形的问题，为解决软岩巷道下出现的巷道围岩变形大、稳定性差的问题，软岩支护成为困扰我国煤矿生产的问题之一，软岩巷道支护措施不当易造成巨大的返修量，还使得整个矿区陷入困境，因此，做好巷道软岩支护工作是煤矿矿井采掘工作的关键。
关键字：煤矿井下；软岩巷道施工；支护技术；研究应用1软岩的特性1.1软岩的临界荷载临界荷载是软岩固有的一种物理属性，通过软岩的工程力学实验表明：当软岩外部压力低于临界荷载时，岩体内部结构不会发生明显改变，整个岩体呈现出相对稳定的状态，力学曲线保持平直；随后，人为增加岩体外部工程压力，使压力逐渐趋近于临界荷载，则岩体内部预应力增加；通过继续增加工程压力，当工程压力超过软岩的临界荷载时，岩体就会发生明显的变形特性。
1.2软化临界深度临界深度与临界荷载是一组相互对应的概念，从两种软岩特性的支护应用上来看，临界深度更能反映软岩的塑性变形情况：在巷道位置较浅的情况下，软化临界深度较小，软岩不会出现明显的变形，此时开展软岩巷道的支护施工较为简单；但是当巷道位置达到软化临界深度时，围岩会产生大的塑性变形，并伴随有支护难、大地压等问题。
相关技术人员应当在岩体软化临界深度之前开展支护施工，以便于降低工作难度，保证支护施工质量。
2巷道变形的原因和支护原理2.1软岩巷道变形的原因煤矿开采中面临的一大难题是在高应力作用下的软岩巷道有效支护方式，巷道顶板的不稳定情况会影响到巷道顶板的稳定性，巷道两边的移动或顶板下沉容易导致巷道断面收缩，使得两帮的变形更加严重，从地板岩层方面的受力情况看，巷道地板处于未支护状态，随着巷道的不断挖掘，原本作用于地板岩层上的应力会恢复弹性，但水平应力却增加，会出现变形的情况；若挖掘的方向处于倾斜状态，巷道顶板的岩层会受到较大水平应力影响，出现顶板破坏的现象。
深部高应力软岩巷道锚注支护技术研究
进入深部开采 以后 ． 许多原来认为是硬岩 的矿井也都 部分 或全部 进入软岩状态 。常规 的锚 喷支 护 、 ｕ型钢支架等难 以控制深部 高应力 围岩 软化 等引起 的过 量变形与破坏 。其问题所在 主要 有 以下几 个方载圈厚度小 。 常规支护多采用端锚锚杆 ． 其所形成的
随着大规模的矿山开采深度的加大 ． 深部高应力软岩 巷道 支护问 题 目益突 出， 如淮北 、 淮南 、 龙 口、 徐州 、 铁法 、 肥城 、 枣庄 等地区的矿区 Ⅲ 深部高应力极软岩巷道一般具有 ： （ １ ） 巷道埋深大 、 受采动影响或构 造应力大 ； （ ２ ） 围岩松软破 碎 、 流变性大 ； （ ３ ） 来压 时间快 、 初期变 形量 大、 持续时间长 ； 围岩遇水易于崩解、 强度急剧降低 等特点 。 而砌碹 、 金 属支架等均属 于被动支护 ． 若 仅依靠支 护本身强度 ． 很难承受 高地应 力的作用。但因锚固的岩体为一些破碎 或松散岩体 ， 围岩 的可锚 性较 差， 锚杆 、 锚索也很难满足深部高应力极 软岩巷道的支护要求 。为此 ， 本文提出了以内注浆锚杆为核心的锚注支护体系 ． 以解决深部 高应力 极软岩巷道支护难题
围岩 自承载圈厚度较小 ． 一般情况 。 锚回后 围岩 的 自承载 圈厚度 约为
０ ． １ ６ ｍ ． 远 小于锚杆杆体长度 ． 造成锚 杆的浪费 ． 同时难 以抵抗较 大的
围岩 压 力
（ ２ ） 初期支护刚度过大 。巷道开挖后 由于 围岩应力重新分 布和发 生变形 而对 支护体产生 较大 的压力 ．它与支护体 的刚度 有较大 的关 早在２ Ｏ 世纪 ８ ０ 年代 ． 前苏联就 已经开 始了锚 注支护技术 的研究 系 ， 支护体的刚度越大 ． 其抵抗围岩压力越大 ． 如图 ｌ 所示 如果 支护 工作 ， 只是由于没有解决 好注浆 锚杆 的密封 性问题而没有得到大规模 刚度偏大 ． 则不能适应巷道开控初期变形 速度快 ， 变形量大 的特点 ， 进 应用Ⅲ 。 近几年来 ， 也 对软岩巷道、 不 良岩层巷道 、 软弱围岩巷道锚 注支 而 导 致 巷 道 围岩 支 护 变 形 不 协 调 而 发 生 破坏 蠲 霉 护问题进行 了研究 和工程实践 ． 取 得 了丰硕 的成果 ． 较好 地解决 了这 （ ３ ） Ｎ岩表面约束能力差。 由于高应力或构造应 力的影 响， 使得支 类巷道的支护问题 护体首先在较 为薄弱的地方 出现过量变形 、 岩石松动 和破 坏 ． 进而形 成破碎区 ． 破碎区的发展导致围岩 自承载圈破坏。对于深部高应力软 １ ． 高 应 力 软 岩 的 概 念 及 其 形成 条件 岩巷道 ， 采用普通的锚网喷支护时 ． 由于喷层强度相对较低 ， 对 围岩约 １ ． １高 应 力 软 岩 的概 念 进 长期以来 岩石力 学与工程界仍未就 软岩的概念达成共识认为 ． 在 束能力差 ．不能有效地扼制围岩的局部 破坏和破碎区 向纵深发展 ． 高地应力区经常遇到一类 特殊岩 体． 当其处 于地表浅部或低地应力条 而导致围岩破坏 件下 ， 岩 体显示 出较坚硬 的特征 ； 处于高地 应力 环境时 ， 当 围压较低 时． 岩体 尚具有较 高 的强度 和弹 性模 量 。 当围压较 高时 ． 岩体表 现 出 “ 软 岩” 特征 。显然 。 它有别于一般意义上 的软岩 ． 是一 种特殊的 、 在高 应力环境下 的工程软岩体 ． 称这类软岩为高应力软岩 。 １ ． ２高应力软岩的形成条件 通过前人 的研究 总结 ， 高应力软岩形成 的基本条件为 ： （ １ ） 除少量岩石 为较软弱岩石 外 ， 组成高 应力软岩 的大多数岩石 均为较坚硬 的岩石 ． 单轴饱和抗压强度 Ｒ ≥２ ５ Ｍ Ｐ ａ （ ２ ） 岩体破碎 ， 强度 和弹性模量相对较低 ， 流变性强 。因为高地应 ｍ ‘ ｋ如 嘲度向 力环境使 开挖前 的岩体处 于高 围压环境 ，岩体结 构面处于闭合状态 ， 图 １围 岩 与 支 架 共 同作 用 图 是稳定 的 ． 且有 一定 的强 度和模量 ： 开挖后 围岩处 于低围压环境 ． 结构 （ ４ ） 仅１ 次锚网喷作为巷道的永久支 护不符合深部高应力软岩巷 面不 闭合 ． 岩体强度 和模量较低 。 深部巷道开挖后 ， 表现为地压大 ， 变形持续时间长等 （ ３ ） 埋 深大、 水平应力 大于 自重应力 。 从 目前 全国煤矿 开采深度来 道地压显现规律。 １次支护往往难 于奏效 。 看． 由 自重产生 的应力 不足以使岩体 达到高应力 状态 ． 只有 在埋 深很 特 点 ． （ ５ ） 开放 式支护结构不 适应深 部高应 力软岩巷道地压要求 。对 于 大且水平构造应力存在并大 于 自重应力条件下 ． 才 能使岩体达到高应 深部高应力 软岩巷道 ， 围岩 变形量 一般较 大 ， 由于是开放式支护 ． 底板 力状态 。 未加处理致使发 生很大 的底鼓 ， 在落底 的同时 ， 巷道两 帮发生进一 步 ２ ． 高应 力软岩巷道变形破坏特征 两帮底 角发生破 坏 ， 导致 巷道 的支护状况 恶化 ， 造成 巷道失 高应力软岩一旦形成 ． 在这些软岩体 中掘进 的巷道和硐室显示 出 的松动 ． 稳。 来 的变形特征 与硬岩巷道 的截然不 同． 具体表现为 ： （ ６ ） 锚网喷支护结构不 合理。 在锚网喷支护中 ， 现场一 般习惯 于先 （ １ ） 围岩变形量大 。高应力软岩 自 身特征决定 了该 区域的巷道变 安装锚杆挂网 ， 后喷射混凝 土 。 这样一来 ． 金属网的位置处于混凝 土的 形量大 的特点 ． 其 中巷道 的水平收敛量要 比拱顶下 沉量要大得多 。一 内层 ． 不利于金属网的抗拉 性能和混凝 土抗 雁性能的发挥 。 般为数厘米 至数 十厘米 ， 表现形式有两 帮内移 、 尖顶和底鼓 。
煤矿深部巷道支护技术探索
煤矿深部巷道支护技术探索[摘要]深部开采引起高地压、高地温、高岩溶水压和强烈的开采扰动影响。
深部矿井重力引起的垂直应力明显增大，构造应力场复杂，地应力高。
针对我国深部高地压巷道围岩条件的特殊性与复杂性，巷道支护存在的问题，分析高地压巷道围岩变形与破坏机理，支护系统控制围岩变形的作用。
最后，介绍u型铁棚支护在鹤岗市兴安煤矿的应用情况，通过分析矿压监测数据，评价支护效果和围岩稳定性。
实践表明，锚索网喷+u型铁棚支护系统是深部巷道支护的发展方向。
[关键词]高压巷道深部开采巷道支护中图分类号：td353 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）23-0259-02煤炭资源开发由浅部向深部发展是客观的必然规律，也是世界上许多产煤国家所面临的共同问题。
我国煤矿开采深度以8-12m/年的速度增加。
国有大中型煤矿平均开采深度已达到400m以上，开采深度超过600m的有117处煤矿，有10余处煤矿开采深度超过1000m，最深达到1300m。
随着煤炭科学技术进步，矿山现代化促进了生产的高产高效，进一步加速矿井深度的增加。
浅矿井数目大为减少，中深矿井数目明显增加，深矿井将成倍增加，并将出现更多的特深矿井。
预计在未来20年我国很多煤矿将进入到1000-1500m的开采深度。
高地压巷道支护研究初步成果，还远不能满足高地压巷道围岩控制的要求。
归纳起来，还存在以下问题：（1）尽管提出了多种巷道支护理论，但任何一种理论都有缺陷，不能全面解释高地压巷道围岩变形与破坏的机理，还缺乏高应力环境下围岩与支护体相互作用机理全面、系统的研究。
目前，国内大部分高地压巷道采用二次支护理论，即巷道支护分两次进行，一次支护在保持巷道稳定的前提下，允许巷道有一定的变形以释放压力；隔一定时间后实施二次支护，保持巷道的长期稳定。
但是，这种理论目前已遇到了极大的挑战，在深部动压影响区、构造压力带、软岩破碎带等地点，采用二次支护后仍出现变形破坏等问题，甚至需要三次、四次支护，巷道周而复始的发生破坏，围岩变形长期得不到有效控制。
深井高地压软岩巷道刚柔耦合支护技术研究
以适应软岩 的变形力 学性 质。在此基 础上 ， 为保 证 巷
形逐 渐加大。以变形速度 区分 ， 可划分 四个 阶段 ： 加速 变形 阶段 、 速变形阶段、 减 近似线性 的恒 速变形 阶段和 二次加 速变形 阶段。当进 人二 次加 速变 形 阶段 时 ， 岩
道的长期稳定 和服务 期 间的安全 ， 围岩 变形稳 定后 在
１ 刚 柔耦合 二 次支护 技 术
（ ） 时支护 ， ４适 主动促稳而不是被 动等稳。 （） ５ 围岩和 支 护体 实 现 了优化 组 合 ， 而 使 支护 从
系统达到耦合的最佳支护状态 。
１ ３ 刚 柔 耦 合 二 次 支 护 的 关 键 ．
刚柔耦 合二次支护成功 的关键 是确定最佳 二次支 护时间。
Ｐ
测， 确定最 佳支护时间 ， 巷道围岩用高预紧力 强力锚 对 杆进行二 次支护 ， 围岩 和支 护体达 到耦合支 护力 学 使
状态 。 １ ２ 刚柔耦合 支 护 的特 点 ．
ＡＰ ｌ
（） １ 最大 限度利用 围岩 自承能力。 （） ２ 利用 螺 纹钢锚 杆 柔 性特 征 ， 分转 化 围岩 中 充 的膨胀性 塑性 能。 （） ３ 充分 利 用高 强高 预应 力 锚杆 支护 特性 ， 挥 发
２ 刚柔耦 合二 次 支护最 佳 时 间的确 定
２ １ 最 佳 支 护 时 间和 最 佳 支 护 时 段 ．
次支护 主要是加 固围岩 ， 提高其 自支承能力 ， 保 证巷道在安全 的条件 下允许 围岩在控制 下释 压变 形 ，
一
岩石力 学理论和工程实践表 明 ， 室开挖 以后 ， 硐 变
达到充分大。
作者简介 ： 马江军 （９ ４ ， ， ７ １７ 一） 男 １ ４年生 ， 学历 ， ９ 大学 现任协庄 煤
深井巷道围岩控制及支护研究
变形量 。 这一特点是由深井巷道围岩处于破裂状态和深井巷道围岩有 较大的破裂范围决定的。深井巷道矿压显现的另—个显著特点是 ， 巷 图 １ 巷道 断面和锚 索支护 图 道刚掘出时的变形速度很大。根据现场观测表明， 深井巷道刚开挖时 ４ 支 护材料 选择 的变形速度可达 ５ ０ ｍ ｍ ／ ｄ以上。因此 ， 深井巷道变形速度的上述规律 ｕ型钢拱形可缩性支架。 拱形 Ｕ型钢可缩 『 生支架的优点是 ： １ ） 支 特别是对非均匀载荷 ， 不稳定围岩和动压巷道有 良好的 表明 ： １ ） 巷道围岩破裂区的形成经历 了一个时间过程（ 此时间过程 的 架受力均匀 ， 长短与围岩破裂范 围即破裂区厚度有关 ） ； ２ ）深井巷道围岩破裂的发 适应 陛。 ２ ） 由于支架铰接处弯矩较小 ， 从而使支架承载能力提高了 ２ — 展速度在巷道刚开掘时较 陕， 以后逐渐衰减 ， 直至破裂 区完全形成 ； ３ ） ３ 倍。 ３ ） 支架的可缩 『 生 较好 ， 支护效果好 。 拱形 Ｕ型钢可缩 『 生 支架 的缺 变形趋于稳定的时间长和长期蠕变 ； ４ ） 巷道底臌量大。围岩破裂将使 点是 ： １ ） 在煤层开采厚度较小的情况下掘进巷道时 ， 不利于保持巷道 巷道围岩稳定性降低 ； 破裂范围越大 ， 巷道围岩稳定ｌ 生越差 ， 但破裂并 顶 板 的完整 『 生 和稳 定 性，在 工作 面与 巷道 连接处 比较难 以安 装 ； ２ ） 在 不意味着围岩失稳。围岩破裂意味着围ｇ－ ｇ ｋ 于残余强度状态 ， 但仍然 非机械化掘进的条件下 ， 拱形巷道断面施Ｔ也比较困难 。 具有一定承载能力。 例压力越大 ， 残余强度越大 ， 破裂围岩的承载能力 也越大。因此 ， 远离巷道周边 ， 在破裂区与塑『 生 区交界处 ， 破裂 围岩可 以达到很高的承载能力 。而 围岩失稳 （ 如 冒顶 ） 属于力的平衡 问题． 它 取决于岩层重力与周围岩体 的摩檫力和支架阻力等是否处于平衡状 态。 综上所述， 应允许深井巷退围岩破裂 ， 但必须将破裂控制在一定范 围内。 允许围岩破裂有利于充分利用围岩的 自承能力， 减小支架载荷。
深井高地压软岩硐室围岩稳定控制技术创新与实践
个 ２０ ｍ； 分普通钢管加工 ， ２５ｍ 注浆终压 为 长 ０ ０ ｍ； 为 了生产和安全使用需 要 ． 必须对 变电所硐室重 新修护 ． 取一 ２ ２０ｍ 注浆管采用 ４ 采 ５Ｏ ． ＭＰａ 种能有效 的控制底鼓和帮顶变形 的方案 。 ２１ 优化分析 ． ３ 现 场 施 工及 安 全 事项 因巷 道所处 位置 、 岩性 、 受影 响 因素 与 同水 平 临近的西 一 、 二 西 ． １－ 轨道大巷相似 ．我们 可以借 鉴轨道大巷巷修 的经验来设计 本次 ３１ 施 工 顺 序 １２ 先按 照设计 图纸 、 中腰 线将 巷道刷扩后 ， 采用外锚 网（ ） 护一 索 支 方案 。 含底拱梁 ） 一施工底梁钢筋一 浇注底板混凝土一帮部扎钢 筋 、 立 １采用锚 网（ ） 喷注浆或架棚 （９ 、６ ） 锚索＋ ） 索 ＋ ２Ｕ ３Ｕ ＋ 喷注浆效果均 套棚 （ 浇注混凝土一顶部扎钢筋 、 立模 、 浇注混凝土一拆除模板一 帮顶深 不 理想 ， 维持一段 时间继续被破坏 ， 巷道 返修率 高 ． 对生产和安全影响 模 、 孔 注浆一底板二次抹面 大。 ． ２ ２采用外锚 网（ ）套棚＋ ） 索 十 锚索 ＋ 喷注浆支 护 。 支护效果要 比上述 ３ 现场施工几点经验 １严格按照设计要求将巷道刷扩到位后 ， ） 方可支护。 两 种方案都好 ， 维持时间也较 长 ， 但还是会被破 坏 ， 一旦被破坏后整段 ２ 立摸骨腿 、 ） 圈骨间距 １ 模板采用 １ ０ ｍ宽木料 或槽 钢加工 。 ｍ， ０ｍ 巷道变形 、 破坏速度急剧加快 ． 也没能从 根本上解决支护 的难题 。 ３ 借鉴其他 深井 地压治理 成功经验 ， ） 经专 题分析会研究 ． 认为本 顶部施工必须搭设好脚手架 ３ 加强混凝土输送 泵使用 的管 理 ． ） 若发生堵管 采用敲击法 处理 ． 次巷修方案一定要加大强度、 治住底鼓 、 要有效 的控制 帮顶变形 。 最终 我们选择外锚 内架＋ 钢筋混凝土支 护 ． 底板设置钢筋底 梁和 ３ Ｕ型棚 拆管路 时人员要避开接头处 ６ 反拱梁控制底鼓 ４ 加强混凝土施工 质量管理 ． ） 尤其 是接茬处施 工质量 ． 格按技 严 术要求施 工． 避免 出现裂缝 。 ２２ 支 护 原 理 ． ５ 顶帮模板 必须加 固到位 ． ） 避免发生浇灌时跑模发生 之前的支护方案 ．我们忽视对底 板支护或底板支护强度不够 ． 巷 ６浇灌混凝土 时 ． ） 作业人员应佩 戴眼镜 防护 罩 ． 避免施 工伤害眼 道（ 硐室 ） 底板 开始破坏 ， 自 从而导致整体 支护失效 ， 次方案加强 了 本 睛。 对底板的支护 顶帮支护 ： 延续 了外锚网ｆ ）套棚这种复合支护的优点 ． 索 ＋ 加强 使 ４ 支护效果分析 用 了钢筋混凝土支护 ． 提高的支护强度。 底板支护 ： 采用封闭式马蹄形 Ｕ型棚 ， 通过反拱梁控制底鼓 ： 置 设 为 了了解支 护效果 ， 我们 在变电所 开展 了围岩检测 工作 ， 时掌 及 钢筋混凝土暗梁 ， 加强反拱强度 ； 施工反拱型钢筋混凝土 ． 高整体底 握帮顶变形情况。观测点布置采用 十字布点 法观察 。 提 板支护强度 硐室于 ２ １ 年 ４ ０１ 月底完工 ． 通过半年连 续检测发现 ． 巷道基本上 ２３ 支护方案 － 无变化 。 本次方案采用 ， 巷道顶帮采用锚网索支护 ， 内套 ３ Ｕ型棚 ． ６ 再施工 ５ 结 语 钢筋混凝土 ， 最后深孔注浆 ： 板设计 钢筋混凝土底梁 ．６ 底 ３Ｕ型棚反拱 梁， 钢筋混凝土反拱梁支护 。设计变 电所巷修后 ． 净宽Ｘ 净高： ． ４ ５１ 变 电所 硐室顶帮采用 锚网索支护 ， ４ ｘｍ． ． ８ 内套 ３ Ｕ型（ ６ 下转第 ５ ５页 ） ８ 混凝土＋ Ｕ型棚 壁厚 ４ ０ ｍ． ０ ｒ 外锚网厚 ５ ｒ ａ ０ ｍ。 ａ
煤矿巷道支护技术的研究与应用
煤矿巷道支护技术的研究与应用【摘要】本文介绍了煤矿巷道支护技术种类，分析了当前煤矿巷道支护现状与存在的问题，重点阐述煤矿巷道锚杆支护技术的应用。
实践表明，锚杆支护已经成为我国煤矿巷道首选的、安全高效的主要支护方式，在煤矿巷道掘进生产过程中发挥着重要的作用，十分显著的提高了巷道支护效果，保证了采煤工作面的安全、快速推进，并有效地促进了煤炭产量的大幅度增长。
【关键词】煤矿巷道支护锚杆支护1 煤矿巷道支护技术的种类煤矿巷道支护技术可分为多种，按照支护对围岩的作用方式来划分，可将其分为四种：首先，一种是可以改善巷道围岩力学性质的；一种是作用在巷道围岩表面的；一种是同时作用在巷道围岩表面和围岩内部的；一种是降低巷道应力的。
其中，砌碹支护技术就是属于作用在巷道围岩表面的支护技术，也是一种应用很早的技术，目前一些矿井中仍然在使用，但一般也只能用于特殊巷道和硐室。
棚式支护曾经在煤矿巷道中占有主要的地位，被广泛应用，但随着矿井的不断加深和地质条件复杂性的提升，其逐渐被锚杆支护所代替。
锚喷支护性能优越，是首选的岩巷支护技术，同时锚杆支护技术也成为了主要的支护方式。
应力控制技术属于能够降低巷道应力的支护技术，但由于其复杂性，并未得到广泛的应用。
当前应用最为广泛的还是锚杆支护技术。
2 当前煤矿巷道支护现状与存在的问题2.1 锚杆支护技术发展状况就目前看来，我国的不少煤矿开采的深度已达到1000余米之上，不仅仅开采深度大，而且地质构造及其复杂，存在矿井灾害发生的可能性，给煤矿的开采带来了很大的困难。
但在不断地技术改革和大量的资金投入，新型的技术和材料被应用到巷道支护中，为煤矿巷道支护技术提供了很大的保障。
目前，就应用范围而言，锚杆支护技术已经由稳定的岩层、静压巷道、全岩巷道发展到了松软破碎岩层、动压巷道、采区煤巷；就锚杆的种类而言，也有了很大的改善，从木锚杆发展到了多种多样的金属锚杆；就支护形式而言，锚杆支护的形式由单一的锚杆支护发展到现在的锚网带及锚索等多种方式联合支护。
深部软岩巷道支护技术研究
深部软岩巷道支护技术研究引言：随着矿业和工程的发展，深部软岩巷道的建设和支护技术成为了一个重要的研究领域。
由于深部软岩具有可塑性强、容易发生塌方等特点，因此如何有效地进行巷道支护成为了一个亟待解决的问题。
本文将从深部软岩巷道支护技术的现状和挑战出发，对相关技术进行研究和分析，以期为巷道支护技术的改进和完善提供一定的参考。
1.1 巷道支护技术的主要挑战深部软岩巷道作为地下工程中较为常见的一种工程类型，其支护技术面临着多方面的挑战。
深部软岩具有较大的围岩变形和塌方的倾向，因此巷道支护需要具备较高的变形能力和抗塌方能力。
巷道支护技术需要考虑到深部软岩的高地应力、高地温以及地下水等地质条件，这为巷道支护技术的选择和应用带来了一定的困难。
深部软岩巷道通常会受到地震、爆破等外力的影响，这也给巷道支护技术带来了不小的挑战。
1.2 巷道支护技术的应用现状目前，针对深部软岩巷道支护技术的研究主要集中在钢筋混凝土支护、锚杆网支护、喷锚锚杆支护、加固型钢丝网支护等方面。
这些技术在不同程度上可以有效地改善深部软岩巷道支护的情况，但在实际应用中仍然存在一些问题，例如支护效果难以保证、施工难度大等。
如何提高深部软岩巷道支护技术的适用性和可靠性，是当前亟待解决的问题。
2.1 巷道支护材料的研究针对深部软岩巷道支护技术的研究，可以首先集中在巷道支护材料的性能改进和研究上。
有针对性地研发新型的支护材料，如新型的聚合物材料、高分子材料等，以提高支护材料的变形能力和抗压能力，从而改善巷道支护的效果。
2.2 巷道支护结构的研究可以针对深部软岩巷道支护结构进行研究。
通过改进巷道支护结构的设计和布置，提高支护结构的可靠性和耐久性，从而保证巷道的长期稳定和安全。
2.3 巷道支护技术的智能化研究也可以开展深部软岩巷道支护技术的智能化研究。
利用现代化的传感器技术和智能控制技术，实时监测巷道变形和支护结构的受力情况，提前发现巷道支护存在的问题并采取相应的措施。
千米深井软岩支护技术探索
千米深井软岩支 护技术探 索
潘 柳
（ 国投新集能源股份有 限公 司 口孜东矿 。安徽 阜 阳 ２ ３ ６ １ ５ ３）
【 摘 要】 根 据深井、软 弱破碎 围岩 巷道 支护存在 的问题 ， 针对 浆封堵等 措施 。
口孜 东矿条件 ， 提 出巷道 围岩控制 的３ 个基本途径 ： 强化 或改善 围岩 矿压控制及经济有效 支护 。 【 关键词 】 深 井；软岩 ；支护技 术
１ 述
（ ４ ）及时支 护封闭，避免围岩长时间裸露 ，减少风化破坏。
３ 巷 道 支 护
随着开采 向深部发展， 围岩的工程现象和矿压显现也 随之趋 向 复杂和恶化， 特别是处于膨胀性岩体 、 泥质岩体遇水泥化等条件 的巷 道， 由于物理、化学原因导致岩体承载性能衰减 、岩体变形较大， 影 响支护效果。 矿井软岩变形强烈， 支护难度大， 一方面是 由于绝对深度增 大， 地压升高造成的， 更多是 由于软 、 破 围岩条件 、 采动影 响、 支护效 能 差及 强度偏低等综合作用的结果 。 口孜东矿矿井巷道围岩主要表现为碎裂和严重泥化 的特 点。巷 道在 构造 应力、 采动应力及其他复杂条件影响下， 短期 内即出现变形 破坏现 象， 新掘巷道维护周期短， 失修率高， 维护工程量大， 大采深 高 地压软岩巷道支护成为矿区安全高效开采 的瓶颈技术 。 根据多年实践经验， 单纯依靠加大型钢和支护密度 己被证 明是 条行 不通的死路， 必须建立深井复合型软岩巷道 围岩稳定 的控制 体系， 形成多种有效实用的岩层控制手段， 综合治理， 使巷道维护状 况得 到根本改善。经过多年实践， 口孜东矿形成 了巷道 围岩控制 的３ 个基本 途径， 即： 强化或改善围岩， 矿压控制， 经济有效支护 。 ２ 围 岩 治 理 ２ ． １注浆加 固改善围岩 仅从强化支护体强度来维护巷道， 其能力是有 限的。 特别在软岩 巷道 ， 采 取注 浆加固围岩， 能有效提高岩体强度， 充填裂 隙、封 闭水 源、 防止 围岩风化， 显 著提高 支护效 果。 注浆具有先天 的 自 优化特 点， 即浆液 总是在软弱的破坏区最先充分渗入， 浆液流动具有定 向性， 只 要注浆钻 孔在关键部位附近， 浆液便可有效进人该区域， 从而实现对 关键 部位 有效加固。 关键部位 的有效加 固将形成结构效应， 大大减缓 围岩 的渐 进破坏， 并使围岩结构稳定性得到提高 。 在破碎 松散岩体巷道实施注浆加 固， 可 以使破碎岩块重 新胶结 成整 体， 形成浆液扩散加固拱， 提高支护结构 的整体性 、承载 能力和 稳定性 ， 强化 已有的支护结构 。 注浆也可 以使普通端锚式锚杆变为全 长锚 固， 使锚杆与围岩形成一个整体 。利用浆液充填 围岩裂 隙， 配合 锚 喷支 护， 能充分发挥锚杆的作用， 大大减少失锚现象 。 ２ ． ２优化设计， 合理选择层位 选择岩 性较好的层位， 尽可能避开地质构造破碎带， 方便施 工与
高地应力软岩隧道围岩压力研究和围岩与支护结构相互作用机理分析
高地应力软岩隧道围岩压力研究和围岩与支护结构相互作用机理分析一、本文概述随着交通运输业的快速发展，我国隧道工程建设规模不断扩大，尤其是在高地应力、软岩等不良地质条件下的隧道工程日益增多。
这些工程面临着围岩压力大、变形控制难、支护结构受力复杂等诸多技术挑战。
因此，深入研究高地应力软岩隧道围岩压力及其与支护结构的相互作用机理，对于提高隧道工程的安全性、经济性和耐久性具有重要意义。
本文旨在通过对高地应力软岩隧道围岩压力的研究，分析围岩与支护结构之间的相互作用机理。
文章首先介绍了高地应力软岩隧道的基本特点和围岩压力的成因，然后详细阐述了围岩压力的计算方法和影响因素。
在此基础上，文章重点分析了围岩与支护结构之间的相互作用机理，包括围岩变形对支护结构的影响、支护结构对围岩的约束作用以及两者之间的协同工作机制。
文章提出了一些优化隧道支护结构设计的建议，以期提高隧道工程的安全性和经济效益。
通过本文的研究，可以为高地应力软岩隧道的设计、施工和维护提供有益的参考和借鉴，推动我国隧道工程技术的不断发展和进步。
二、高地应力软岩隧道围岩压力研究在高地应力环境中，软岩隧道的围岩压力特性与常规条件下的隧道有着显著的不同。
因此，对于高地应力软岩隧道，围岩压力的研究至关重要。
高地应力软岩隧道围岩压力的形成受到多种因素的影响，包括地应力水平、岩石力学性质、隧道形状和尺寸等。
高地应力水平会导致隧道开挖后围岩应力重分布，进而产生显著的应力集中现象。
软岩的低强度、高变形特性使得围岩在应力重分布过程中更容易发生破坏和变形。
隧道形状和尺寸也会对围岩压力产生影响，合理的隧道设计可以有效地减小围岩压力。
为了深入研究高地应力软岩隧道围岩压力的特性，本文采用了数值模拟和现场监测相结合的方法。
通过数值模拟，可以模拟不同地应力水平、岩石力学性质和隧道形状下的围岩压力分布规律，为隧道设计提供理论依据。
同时，现场监测可以实时监测隧道开挖过程中的围岩压力和变形情况，为隧道施工提供安全保障。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
掘进高 度 ４ ２ ５ ０ ｍｍ，掘进 断面 积 ２ ０ ． １ ２ ｍ 。
（ ４ ） 巷 道服 务 时 间 长 巷 道 为 二 水 平 技 改 延
施 ，如加 大锚索 直径 、加 大支 护密度 、注浆 加 固等
深井 高地 压 软 岩 巷 道 围岩 压力 转移 支 护技 术研 究
杨永刚 ，张 海燕
（ １ ．安徽省煤炭科学研究院 采矿 支护技术 中心 ，安徽 合肥 ２ ３ ０ ０ ０ １ ；２ ．解放军电子工程学 院 基础部 ，安徽 合肥 ２ ３ ０ ０ ３ ７ ）
［ 摘 要］ 潘 三矿… ７ ３ ０ ９ ６ ０ ｍ 暗副斜 井埋深 大，巷 道 围岩破碎 软 弱，巷道 前掘 后修 现象 突 出，严 重制 约 了矿 井安全 生产。在理论分析 、数值计算 的基础上提 出了围岩压力转移支护技术 “ 三原 则” ，并研制 了锚索组合支护构件—— 箱型梁。现场 应用表 明，锚 索箱 型梁大幅提 高 了锚 索组合 梁的
等 ，促进了巷道锚索支护技术 的发展 。然而 ， 锚索 支护 巷道 中存在 的围岩稳定 和安 全 问题未 得到 很好 解决 ，这些 问题 的存在 固然 有多 种原 因 ，比如
地层 压力 、巷 道断 面 的增 大等 。但一 个不 可忽 视 的
深工程 ，将要服务整个二水平的开拓与开采 ，服务 时 间应 在 ２ ０ ａ以上 。
１ ０ 。 下 山施工 ，期 间巷 道 穿 过 ４层煤 线 ，岩 性 以泥
由于锚 索具有 锚 固深度 深 、支 护强 度高 、适 用 性 好等 优点 ，锚索 与锚 杆联 合支 护 已成 为锚 杆支 护 技 术 的普遍 的发展 方 向和应 用形式 。锚 索在 巷道 支 护 中的普 遍 使 用 ，提 高 了 巷 道 支 护 的强 度 和 安 全
Ｓ ｕｐ ｐｏ ｒ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｔｅ ｃ ｈｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｕｒ ｒ ｏ ｕ ｎｄ ｉ ｎ ｇ Ｒｏ ｃ ｋ Ｐｒ ｅ ｓ ｓ ｕｒ ｅ Ｔｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｓｏ ｆ ｔ ． ｒ ｏ ｃ ｋ Ｒ０ ａ ｄ ｗａ ｙ ｗｉ ｔ ｈ Ｈｉ ｇ ｈ Ｇｅ ｏ ． ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ Ｄｅ ｅ ｐ Ｍｉ ｎｅ
义。高地应力环境及强烈的时间效应导致深部岩体
组 织结构 、基 本行 为特 征和 工程 响应均 发生 根本性
改 变 ，使 巷道 矿压 显 现 明显 ¨ ，采 用 常规 支 护设 计 的深部 高应 力巷 道 的稳定性 越来 越难 以控 制 ，巷 道 断面 收缩严 重 ，有些巷 道需 要反 复维 修 ，从 而造 成 巷道 的维 护费用 高 出掘进 费用数 倍 ，严 重 影响矿
近年 来 随着 矿井 开采 深度 的增加 ，遇 到 了越 来
越 多复杂 地质 环境 下 的地 下岩 石工程 ，因而对 此类 工 程 的研 究 对 于矿 井 的可 持 续 发 展 具 有 重 要 的意
未 达到 其额定 支 护力 的情 况下就 会发 生屈 服或 变形 破 坏 ，使得 锚索 支护性 能无 法有 效利 用 ，巷道 围岩 压力无 法有 效转 移 ，巷道 围岩变 形破 坏不 能有 效控 制 。因此 ，研究 采用何 种 支护手 段有 效 收集巷 道 围
强度 和刚度 ，较好地解决 了目前各 类槽钢 梁及 Ｂ 钢 带等存在 的强度 、刚度过低 的 问题 ，围岩压力 转
移支护技术能较好 地控制深井高地压 软岩巷道 的围岩变形，在 类似条件 下具有 良好 的应用价值 。 ［ 关键词 ］ 深井 ；软岩巷道 ；围岩压 力；箱型梁；转移 ［ 中图分类号］Ｔ Ｄ ３ ５ ３ ［ 文献标识码 ］Ｂ ［ 文章编号 ］１ ０ ０ ６ — ６ ２ ２ ５（ ２ ０ １ ５ ）０ ２ — ０ ０ ５ ６ — ０ ４
井 安全 高效 生产 。
岩表面压力 ， 并将其转移至深部 ，控制深井软岩巷 道 的围岩 变形 ，是过 去普 通锚梁 网支护 中未 曾遇 到
过 的新 问题 ，具 有重 要 的理论 和实践 意义 。
１ 工程概 况
淮南 矿业集 团 潘 三 煤 矿 … ７ ３ ０ ９ ６ ０ ｍ 联 络 斜 巷上 段位 于该矿 东 三采 区 ，巷 道设计 工 程量 ６ ７ ０ ｍ， 具体 工程 地质 条件 如下 ： （ １ ） 巷道 穿层 掘 进 ，围岩 破 碎 松 散 巷 道 以
性 ，扩大 了锚杆 支护 技术 的应用 范 围。然 而 ，在 锚
岩 、细 砂 岩 或 粉 细 砂 岩 为 主 ，近 水 平 层 理 ，分 层
索支 护实践 中发 现 ：高地压 巷道 的变 形和破 坏仍 然
不能得到有效地控制 ，部分巷道 的顶板仍然时有冒
落发生 ，巷 道 的稳 定性 和安 全性仍 然存 在较 大 的不 确定性 。为 了改 变上述 状况 ，尤 其是 为 了提 高巷 道 锚梁 网支 护 的稳定 性 和安全 性 ，煤矿 支护研 究单 位
和现 场进 行大量 研究 工作 ，并采 取 了相应 的技术 措
薄 ，每层仅为 １ ０ ０～ １ ５ ０ ｍ ｍ左右 ，竖向裂隙极为发 育 ，破 碎成 碎块 状 ，节 理 间泥质 胶结 。
（ ２ ） 巷 道 埋 深 大、地 压 大 巷 道 掘 进 标 高 一
７ ３ ０—一 ８ ２ ０ ｍ，属 于典型 的深 井高 地压巷 道 。
第２ Ｏ卷 第 ２期 （ 总第 １ ２ ３期 ）
２ ０ １ ５ ｏ １ ． ２ ０ Ｎ ｏ ． ２（ Ｓ ｅ ｉ ｒ ｅ ｓ Ｎ ｏ ． １ ２ ３ ）
Ａ ｐ ｉ ｒ ｌ ２ ０ １ ５
Ｃ０Ａ Ｌ ＭＩ ＮＩ ＮＧ Ｔ Ｅ Ｃ ＨＮ ０Ｌ ０Ｇ Ｙ