软岩动压巷道围岩稳定性原理及控制技术研究
深井软岩巷道围岩控制技术
深井软岩巷道围岩控制技术摘要：深井软岩巷道围岩控制技术是在矿山、隧道、地下工程等领域中应用的一种重要技术。
由于软岩的力学性质较差，围岩的稳定性常常受到严重威胁，给工程的安全和效益带来巨大挑战。
软岩巷道大变形支护问题一直是煤矿生产建设中的难题，也是目前国内外尚未得到有效解决的技术难题。
随着我国资源开采由浅部向深部转移，软岩支护重要性越来越突出。
随着各种支护材料和方法的研发与改进，使得围岩控制技术越来越成熟和可靠，然而由于软岩工程的复杂性和多变性，仍然存在许多挑战和问题需要解决。
基于此，本文以实际案例为例对深井软岩巷道围岩控制技术进行了研究。
关键词：神经软岩巷道；围岩控制技术；支护1.深井软岩巷道围岩控制技术该技术是指在深井、隧道或地下工程等软岩地质条件下，通过一系列的工程措施和技术手段，以保证围岩的稳定性和工程的安全、可靠运行[1]。
这项技术的研究和应用对于解决软岩巷道工程中的围岩问题至关重要。
深井软岩巷道的围岩通常具有较差的力学性质，容易产生变形、开裂、坍塌等不稳定现象，为了克服这些问题，深井软岩巷道围岩控制技术采用了多种支护和加固措施来增强围岩的抗压和抗剪强度，提高围岩整体稳定性[2]。
但是软岩工程的复杂性和多变性使得围岩控制工作具有一定难度，需要进一步完善和创新技术手段。
2.深井软岩巷道围岩控制技术应用研究2.1背景介绍新安煤业位于深部中生代侏罗纪软岩煤系地层，岩石巷道的开挖后很快受到风化影响，特别是在遇水的情况下，容易发生膨胀和剧烈变形。
这导致新安煤矿在建井期间先期掘进的4000多米巷道几乎全部受到破坏。
长期以来，新安煤业一直受到软岩巷道大变形灾害的困扰，巷道出现严重的底臌、顶板下沉、巷帮鼓出等现象。
最严重的巷道顶板与底板直接闭合，顶底板移近量超过3000mm，对矿井的安全生产构成了极大威胁，同时也导致了矿井生产成本的急剧增加，每年巷道的维修成本超过5000万元。
近年来，新安煤业的领导非常重视深部软岩巷道的治理工作，组织了中国矿业大学等煤炭行业单位开展了钢管混凝土、恒阻大变形锚索、高强锚杆等支护工艺的改革，取得了一定的成效，然而在持续的高地应力作用下，巷道仍然无法改变持续变形而需要不断翻修的局面。
深井软岩巷道顶板围岩稳定性控制技术
图 １ 岩 层 柱 状 图 ６０ ｍ ５ ０ ｍ。 顶 板 锚 杆 配 合 Ｋ Ｍ Ｔ ３型 钢 带 进 行 支 护 ，钢 带 梁 长
４０ｍ ０ ０ ｍ；帮 部 采 用 Ｍ６ ０钢 带 ， 实 体 煤 帮 梁 长 ３０ ｍｍ，煤 ２０ 柱 帮 为 ２０ ｍ ４ ０ ｍ。 钢 筋 网 用 ５ ５ ｎ 钢 筋 焊 接 ，宽 度 应 在 ．Ｉ ｌ ｎ
岩石 名称 层厚／ ｍ 桂状 岩性描述 ２ ～６ ： ０ — 灰色 ．中厚层状 ，成分石英 ，长石、 ． ． ０ ５ ＝ ０ 细泥岩 ４ 次圆状 ，分选较蔫 ，钙 质胶结 ，具 Ｏ 交锚层理 见少量植物 叶部化石 砂质泥岩 ５ ３ ＼ ．．． ／ ． ． 深灰色 以块状 为主 １８ ｓ 中粒砂 岩 ０ ５ ２ ＼ 一 一 ・ 灰 白色 ．中厚层状成分为石英 ，分 ． —． ６ ５ … Ｊ
２１ ０ １年第 ９期
煤
炭 工
程
深 井 软 岩 巷 道 顶 板 围 岩 稳 定 性 控 制 技 术
谷 满 ，姜 光
（ ．中平 能 化 集 团平 煤 股 份 六 矿 ，河 南 平 顶 山 １
２ 中 国矿 业 大 学 矿 业 工 程 学 院 ，江 苏 徐 州
４ ７０ ； ６ ０ ０
丁 一 ２７ 一 ２ １０工 作 面 运 输 平 巷 位 于 六 矿 丁 一 采 区 （ 水 二
１ —３ ０ ６
２１ ０
黑色 ，块状半壳 ．裂隙面充填有
泥岩
平） 中下 部 ，机巷长 ６ ０ ５ ｍ，工作 面标 高 为 一５ ５～一５ ９ ９ ４ ｍ，
地 面 高 程 为 ２０ ６ ｍ，方 位 角 为 ３ ９ ，煤 层 平 均 倾 角 为 １。 ３。 ０， 走 向 Ｎ ，倾 向 Ｎ Ｗ Ｅ。煤 层 平 均 厚 度 为 ３ ８ ． ｍ，煤 质 松 软 ， 中 部 含 ０２～ ． ｍ 泥 岩 夹 层 。 围 岩 以 泥 岩 、粉 砂 岩 为 主 ，多 ． ０８
软破岩体围岩破坏机理和巷道稳定性研究
张矿 系成 矿 母 岩 闪长 岩浆 侵 入 奥 陶系 灰 岩所 形 成 的高温 热液矽 卡岩 型磁 铁矿 床 ， 体赋 存主要 矿 受闪长 岩与 大理 岩接触 带 的构造 控制 ， 即矿 体 主要 赋存于 闪长 岩与 大理岩 的接触带 中 。 地壳 升降 过 在 程 中， 上部灰 岩被 浸蚀 为继 后沉积 的 巨厚红 板岩所 取 代 ， 矿体 围岩产 生 较 强烈 的热变 质 、 卡 岩化 且 矽
矿 体形态 变化 较大 ， 受成 矿断 裂带 影响 ， 节理 、 裂 隙较 为发育 ， 体性较 差 。上盘 围岩 为第 三系粘 整 土 质粉 砂 岩 （ 称 红 板 岩 ， １ ２ ， 盘 围 岩 主 俗 厂一 ～ ） 下 要为 闪 长岩 （ 厂一８ １ ） 矽 卡岩 （ ～ ２、 厂一４ ６ ， 卡 ～ ）矽 岩 直接 与矿体 接触 ， ２ 矿 体 中夹石 主要 为 厚 ～５ｍ， 大理 岩 （ 厂＝５ ） 主要 集 中在 上盘 部位 ， 般厚 ５ ～８ ， 一
理的支护形式 ， 以及 保 证 支 护 效 果 的技 术 管 理措 施 。
关键词 ： 软破 岩体 ； 回采率 ； 围岩变形机 理； 稳定性 ； 技术管理措施
中 图 分 类 号 ： Ｄ３ ３ Ｔ ５ 文 献 标 识 码 ： Ｂ
Ｉ 概
况
① 巷道 垮 冒 ；
② 中深 孑 施 工 ； Ｌ ③ 爆破 因素 。 就 以 上三 个 原 因来 分 析 ， 、 中有 一 部 分也 ② ③ 是 由巷道 垮 冒间接 影 响所 致 。 因此 本文 重点 探讨 如 何维 护巷 道 的稳 定 性 ， 讨合 理 的支护 型式 和如何 探 更好 的控 制采 场地 压 。
文章编号 ：０ ３ ９ ３２ ０ ）２ Ｏ８ 一Ｏ １ Ｏ —５ ２ （０ ２ ０ － ０ ３ ２
巷道围岩稳定性及控制技术
③ 增加围岩强度可以显著减小巷道围岩的位移
综合考虑可靠性、经济性和使用方便。
三、用工字钢、U型钢、废钢轨等各种钢材加工的支架)
锚杆及其与其他形式组合的联合支护(包括锚梁、锚网、锚喷，锚注等)
① 1945~1950年，机械式锚杆研究与应用；
（四）、巷道支护理论学说
悬吊理论 锚 杆 传统学说 组合梁理论 组合拱理论 围岩强度强化理论 刚性梁理论 近代学说 锚固平衡拱理论 最大水平应力理论
支
护 理 论
巷道围岩稳定性及控制技术
二、巷道围岩稳定性评价
（一）、巷道围岩稳定性影响因素分析及分类指标
对于煤层巷道而言，采动影响主要有两个方面，即本区段的采动影响 和相邻区段的残余采动影响。
① 本区段的采动影响：指因本
区段工作面回采引起的超前支 承压力的影响。在工作面的正 常推进过程中，由于采煤工作 面的大面积回采，工作面前方 煤体上形成了很大的超前支承 压力作用，这个超前支承压力 的影响是煤层巷道在整个服务 期间内围岩变形和破坏的主要 原因。
沿工作面推进方向的超前支承压力分布示意图
二、巷道围岩稳定性评价
（一）、巷道围岩稳定性影响因素分析及分类指标确定
超前支承压力的分布与工作面老顶运动状态密切相关，井下实测资料 表明，直接顶厚度与采高的比值 N可以反映老顶的来压强度，即在同样的 老顶条件下，N值越大，老顶来压强度越小；反之，老顶来压强度就越大。 因此，可以利用N来反映本区段超前支承压力的影响。
⑥ 1990~2000年，以螺纹钢锚杆为代表的锚杆加之长锚索得到了广泛应用；
⑦ 2000~至今，以高强、高预应力锚杆及锚索得到了广泛应用。
钢筋(或型钢)混凝土支架 少量的不支护巷道
三、巷道支护机理
强风化软岩巷道支护及其稳定性阐述
强风化软岩巷道支护及其稳定性阐述随着我国煤炭资源开发的不断深入，软岩巷道支护技术的研究和应用已经成为煤矿工程领域的研究热点之一。
在软岩巷道中，受强风化软岩的影响，巷道支护面临着诸多挑战，如巷道壁面、顶板的高强度软岩破碎和崩落、顶板支护结构的不稳定等问题。
为了确保软岩巷道的安全运营，对强风化软岩巷道支护及其稳定性进行深入的研究和探讨，对于提高软岩巷道的支护效果和保障矿井安全具有重要意义。
一、强风化软岩的特点1. 巷道岩体的强风化性强风化软岩是指在地质作用过程中，因受气候、水文、植被等多种因素的综合作用，使岩体中的矿物质发生溶解、氧化、水合等变化，造成岩体的物理力学性质发生变化，导致岩体强度急剧降低，岩石变得非常脆弱和易于崩落。
强风化软岩通常表现为出现岩体表面的粉化、剥离和脆化等现象，具有高度的变形性和破碎性，对巷道支护构成了严重的威胁。
强风化软岩在地质作用过程中，岩石中的矿物质晶格结构和孔隙结构发生了显著的变化，使得岩石的孔隙度增大，孔隙结构变得复杂，导致软岩岩体的渗透性增强。
这种多孔性的特点使得巷道岩体在受到外部荷载作用时，很容易发生岩屑的剥离和岩体的物理分离。
强风化软岩岩体的变形性较强，受到地下水、巷道开挖和采煤震动等因素的影响，岩体容易发生变形和破坏。
由于软岩岩体的变形性强，巷道的支护结构往往需要具有较大的变形能力，以保证巷道的稳定性和安全性。
二、强风化软岩巷道支护的技术措施1. 预处理措施对于强风化软岩巷道，在进行支护设计之前，需要对巷道岩体进行预处理。
预处理的主要目的是改善巷道岩体的强度和稳定性，减少岩体的崩落和塌方风险。
预处理措施包括注浆加固、槽孔锚杆支护、预应力锚杆支护等，通过这些措施可以提高巷道岩体的整体强度，减少岩体的破碎和崩落。
2. 结构支护措施在软岩巷道的支护设计中，需要考虑到软岩岩体易崩落、易变形的特点，选择合适的结构支护措施对于保障巷道的稳定性至关重要。
根据巷道的实际工程条件，可以选择喷锚网支护、锚杆网支护、悬梁锚杆网支护、悬吊锚杆网支护等结构支护形式，以确保巷道的整体稳定性。
巷道围岩稳定性及控制技术
单根锚杆的锚固作用机理
三、巷道支护机理
根据以上基本方程，分别考虑有托盘锚杆和无托盘锚杆与围岩相
互作用的边界条件，利用MATHCAD软件解出锚杆表面的剪应力及锚
杆的轴向正应力分布： ① 无托盘锚杆轴向力学作用分析
无托盘锚杆表面剪应力分布
无托盘锚杆轴向正应力分布
单根锚杆的锚固作用机理
单根锚杆的锚固作用机理
(1) 锚杆轴向力学作用理论分析
三、巷道支护机理
为研究单根锚杆的轴向力学作用，从 锚杆中取出一个单元体来研究，根据单元 体的平衡条件：
锚杆本身的平衡条件：
锚杆结构及单元体受力分析示意图
对于以砂浆、速凝水泥或树脂作为锚固
剂的胶结式锚杆，粘结剪应力同锚杆杆 体与围岩之间的相对位移成正比 ：
② 有托盘锚杆轴向力学作用分析
三、巷道支护机理
锚杆表面预剪应力分布
锚杆轴向预应力分布
群锚系统的锚固作用机理
三、巷道支护机理
群体锚杆的支护作用不只是单根锚杆作用的简单线性叠加，而是一个 整体支护结构的作用。影响群体锚杆支护作用的一个最根本的客观因素是 巷道的围岩状态，在不同的巷道围岩状态下，锚杆支护具有不同的作用机 理。因此，分析群锚系统的锚固作用机理时应考虑与巷道的围岩状态相结 合，即研究在不同的围岩条件下，群锚系统是如何与围岩共同组成一个锚 固结构的，以及锚固结构是如何保持自身的稳定并且对其外围岩体发挥承 载作用的。 此外，理论研究的成果以及井下的实践均表明，护表构件以及预应力 是影响群体锚杆支护效果的两大关键因素，对于充分发挥群体锚杆支护系 统的主动、及时支护能力，提高巷道的支护质量具有十分重要的作用，因 此分析群体锚杆支护系统的护表构件效应以及预应力效应将是进一步研究 支护系统形成的锚固结构效应的一个前提，对于深入理解群体锚杆支护系 统的锚固作用机理具有十分重要的意义。
深部极复杂软岩巷道围岩稳定控制技术
深部极复杂软岩巷道围岩稳定控制技术摘要：本文介绍了深部极复杂软岩巷道围岩的稳定控制技术。
首先，将介绍几种常见的地质因素，包括岩性、构造、水文和采矿排放等，以及对深部极复杂软岩巷道的影响。
其次，介绍了应用于深部极复杂软岩巷道的稳定控制技术，这些技术包括巷道增强、支护技术、加固技术、稳定技术、防治技术等，并举例说明了每种技术的应用。
最后，综合考虑上述因素，提出了深部极复杂软岩巷道的稳定控制原则。
关键词：深部极复杂软岩巷道；地质因素；稳定控制技术；稳定控制原则正文：1. 深部极复杂软岩巷道的地质因素在开采深部极复杂软岩巷道时，地质因素是影响巷道稳定性的重要因素。
常见的地质因素包括岩性、构造、水文和采矿排放等。
其中，岩性是深部极复杂软岩巷道稳定性影响最大的因素，岩石的力学性质及其内部微观结构对巷道稳定性有重要影响。
构造因素指的是岩体的构造特征，如断层、褶皱、翘曲等，构造会影响巷道的稳定状态。
水文因素是指地下水的流量和流向，水文因素会导致岩体的浸润和潮湿。
采矿排放包括巷道排气和卸荷，这些会对深部极复杂软岩巷道的稳定性产生影响。
2. 应用于深部极复杂软岩巷道的稳定控制技术为了保证深部极复杂软岩巷道的稳定性，应当应用适当的稳定控制技术。
常见的稳定控制技术包括巷道增强技术、支护技术、加固技术、稳定技术、防治技术等。
巷道增强技术是指通过增加地表巷道的力学强度，使其更加稳定，常见的巷道增强技术有连续墙、不连续墙、夹层墙等。
支护技术是指把支护构件安装在巷道里，以防止岩石出现裂缝，提高深部极复杂软岩巷道的强度。
常见的支护技术有单搭锚、支护网、支护垫等。
加固技术是指对巷道墙体进行加固，以改善岩体的力学性质，加固技术有夹层注浆、初始张力注浆等。
稳定技术是指控制岩体的稳定状态，以防止岩体塌陷，稳定技术有稳固施工、局部增强施工等。
防治技术是指预防和化解巷道塌陷的技术，防治技术有岩爆、岩护、安全监测等。
3. 深部极复杂软岩巷道的稳定控制原则深部极复杂软岩巷道的稳定控制原则是根据巷道地质及巷道结构特点，结合围岩强度及稳定性的评价，合理选择稳定控制技术，以保证深部极复杂软岩巷道的安全及稳定性。
动压作用下软岩巷道支护技术研究及应用实践
蔗 科技
２１年 期 ０ 第６ ０
动 压 作 用 下软 岩巷 道 支 护技 术研 究及 应 用 实 践
陈艳梅
（ 徐州矿务 集团张双楼煤矿 ， 江苏 沛县 ２１１） ２６ ６
摘
要 针 对煤矿深部水平软岩巷道围岩力学性质及膨胀特征， 通过现场测试对巷道稳定性 的力学效应、 受采 动影响时围岩的应力变化进行
配合单体支 柱 向工作 面一端顺 序架 设走 向棚 支护 顶 板。待煤机 以上超前棚施 工结束后 ， 煤机 继续 向下 运 行， 直至按上述方法施工至 ５ ５架处。工作面正常施工
超前棚后 ， 再向前施工一峒。第二次施工时 ， 先在煤壁 侧掏一腿窝 ， 宽度距运输机铲煤 板不小于 １０ｍ 采 ４ ０ ｍ， 用一根 （ ０ ６０ ｍ半 圆木配合 ３ １ｍ单体 支柱 ， ｝ ０Ｘ ０ ｒ ２ １ ａ ．５ 在第一次施 工的走 向棚梁 两边打一 临时带 帽点柱 ， 替 掉原棚梁及支柱 ， 采用 ｌ＃ 字钢配合 Ｄ １５单体支 １５ ２ Ｗ３ ． 柱在第一峒支 护处套设一 棚 ， 支柱支设在 煤壁侧梁 端
３ 软岩 巷道底 鼓
帮组成一个不可分割 的系统。支承压力通过两 帮传递 给底板 ， 两帮岩体在 向巷 道 内移 动的同时挤 压破碎底
板岩层 ， 引起破碎岩体 之间 的滑移 、 胀 ， 而引起强 剪 从 烈底鼓 ， 同时加剧两帮的破坏。顶板软弱下 沉 ， 帮向 两 巷道 内移动 ； 帮软 弱 ， 以承受 顶板 传递 的支 承压 两 难 力， 导致顶板下沉 ， 两帮向巷道 内移动 。顶板与底板 的 相互作用通过 两帮传递 ， 当顶板为软弱岩层 ， 帮产生 两
张双楼煤矿巷道 中， 大多数 的巷道受到 采动影 绝 响， 尤其随着开采深度 的不断增 加 ， 动压 的影响下 ， 在 巷道强烈底鼓 变形 ， 围岩难 以控制 。因此 ， 开展软岩动 压巷道 的支护技术研究及应用具有十分重要的现实意
动压巷道围岩控制支护技术探讨
动压巷道围岩控制支护技术探讨动压巷道是大型水电站、地铁等地下工程的重要建筑，其围岩控制支护技术显得尤为重要。
该技术的核心思想是，在施工过程中采取合理的支护措施，确保围岩稳定性和施工安全。
动压巷道的围岩控制支护技术主要分为以下几个方面。
1. 预测地质和人工探测：动压巷道施工前，需要对工程区域的地质情况进行综合分析及预测。
同时，应采用超声波、钻进等人工探测手段，对地质构造、岩石性质、裂隙、断层等进行详细测量，以充分了解工程的局部地质情况。
2. 选择合适的支护方式：根据地质情况的预测结果，制定合适的围岩控制支护方案。
针对岩层控制，可采用锚网梁框架支护、锚索喷锚支护等方式。
而对于土层控制，在草率采用钢支撑或者钢材架构等手段时，应慎重考虑，以防止因错切裂缝扩张而导致工程质量问题。
3. 落后支撑技术的改进：对于一些老旧动压巷道，其支撑技术很可能已经过时，特别是在环保、节能、安全、稳定等方面上。
在这种情况下，采用新的技术手段也就显得尤为重要。
4. 应用新型材料：随着科技的飞速发展，新型材料的推广使用也逐渐成为了现实。
在动压巷道的围岩控制支护技术应用方面，新型材料的应用可以大大提高控制效果和施工效率，如超高强度钢筋、预应力钢筋等。
5. 现场监控和管理：除了落实好前期的支护方案之外，也需要在施工的过程中进行现场监测和管理。
定期检查围岩的状态，及时发现和解决问题，在施工过程中做到人工监控和自动监控结合，以确保施工质量和工程安全。
动压巷道的围岩控制支护技术是一个复杂而且综合性很强的问题。
只有在多方面的考虑以及因地制宜的应用下，才能够达到良好的控制效果，保障工程的安全和质量。
软岩巷道稳定性分析及其控制技术
!) %) $
确定合理的支护方式 如果巷道部分布置在软岩中 $
!" !
控制顶板及两帮 (%) 为了更好地发挥围岩的稳定性 $ 充分利用
(%) 底角锚杆
底板的变形主要是由于开挖巷道使岩体应力重新 分 部 而 引 起 的 $且 底 板 的 变 形 量 较 小 $就 可 通 过 增 打底角锚杆来控制底鼓 $ 即在巷道两帮底角处打倾 斜锚杆 ( 锚杆的角度 为 *#+ 左 右 )$ 将 帮 上 的 高 应 力 传 至 岩 层 深 部 $减 少 底 板 岩 层 上 的 应 力 集 中 $从 而 减少底鼓 & (! ) 底 板 锚 杆 加 反 底 拱 结 构 为了改善巷道 底板的受力性能 $ 可将底板制作成反底拱结构 $ 并 加打底板锚杆使反底拱与巷道底板形成整体 $ 以提 高底板的承载能力 & 在巷道掘进或返修时 $ 可先破 底板 $ 巷中破底深度控制在 ,"" ’’ 左右并在底板 形成一个自然的拱形结构 & 底板采用螺纹钢锚杆锚 固 $ 其间排距为 -"" ’’.-"" ’’& 底板锚杆施工完 毕后 $ 再铺上一层厚 $"" ’’ 的钢筋混凝土 $ 混凝土 标号为 /$"$ 钢筋为 ! !!" ’’ & ($ ) 下 底 梁 底 梁 用 %% 号 工 字 钢 $ 根 据 巷 道 的宽度加工成拱形 ( 反拱置于底板 )$ 将其弦高控制 在 $""0,"" ’’ 之间 $ 底梁两端的固定要根据巷道 两帮的不同支护方式采取不同的措施 & 如巷道采取 钢 支 架 支 护 或 钢 支 架 ’锚 网 喷 联 合 支 护 $则 在 底 梁 的两端头各焊一块铁板 & 铁板由厚度不小于 %" ’’ 的钢板加工成 !"" ’’.!"" ’’ 见方 $ 并在其 * 个角 的适当位置钻 * 个直径不小于 %, ’’ 的孔 & 两帮的 钢支架腿底端也各焊一块同样的铁板 $ 用螺丝将底 梁与两帮的支架连接固定 $ 形成一个全封闭的支护
巷道围岩稳定性及控制技术
用原理来设计两帮的锚固结构。
四、巷道支护设计
锚杆支护设计方法
目前国内外的巷道支护设计方法大体上分为三类：工程类比法、理论 计算法和数值模拟法。 工程类比法指根据已有的巷道工程，通过类比提出新建工程的支护设 计或者通过巷道围岩稳定性分类提出支护对策，并采用相应的经验公式确 定支护参数。 理论计算法是基于某种支护理论，如锚杆支护的悬吊理论和组合梁理 论等，通过计算得出支护参数。 随着数值计算方法在采矿工程中的大量应用，采用数值模拟法进行支
(a) 断面图
(b) 走向剖面图 顶板Ⅲ类锚固结构的预应 力加固拱作用机制
群锚系统的锚固作用机理
(3) 群锚系统的锚固结构效应 ② 两帮锚固结构的特征与作用机理
Байду номын сангаас
三、巷道支护机理
Ld 400mm
400mm Ld 2400mm
Ld 2400mm
两帮围岩松动破碎区分类
群锚系统的锚固作用机理
三、巷道支护机理
两帮Ⅲ类锚固结构的特征与作用机理： 巷道两帮Ⅲ类松动破碎区围岩的破裂范围很大， 围岩破碎区中的剪胀变形十分剧烈，破碎区围岩的 剪胀变形压力将是巷道两帮Ⅲ类松动破碎区围岩的 主要支护载荷。同时，由于两帮围岩的破坏区域已 经超出了可锚固的范围，因而两帮的“悬吊”理论 不再适用，这种情况下，同巷道顶板Ⅲ类松动破碎 区的围岩相类似，对两帮松动破碎区的围岩应考虑 利用预应力加固拱的理论以及支护与围岩的共同作
群锚系统的锚固作用机理
(2) 群锚系统的锚固结构效应 ② 两帮锚固结构的特征与作用机理
三、巷道支护机理
两帮Ⅱ类锚固结构的特征与作用机理： 与巷道顶板Ⅱ类松动破碎区的围岩类似，两帮Ⅱ类松动破碎区围岩的破坏 范围不是很大，且可忽略作用于支护系统的剪胀变形压力的影响。这样，根 据土力学中的挡土墙理论可知，由破碎区围岩产生的而作用于支护系统的 “主动土压力”将是巷道两帮Ⅱ类松动破碎区围岩的主要支护载荷。此时可
《巷道围岩峰后大变形过程的稳定性特征及锚固控制机理研究》范文
《巷道围岩峰后大变形过程的稳定性特征及锚固控制机理研究》篇一一、引言随着矿山、隧道、地下空间等工程项目的不断发展，对于巷道围岩的稳定性控制成为了重要的研究课题。
特别是峰后大变形过程的稳定性特征，对于保障工程安全具有重要的意义。
本文将就巷道围岩峰后大变形过程的稳定性特征进行探讨，并研究其锚固控制机理。
二、巷道围岩峰后大变形过程的稳定性特征巷道围岩在受到外力作用时，会经历一系列的变形过程。
其中，峰后大变形是指围岩在经过一次或多次峰前变形后，发生的较大幅度且较为复杂的变形过程。
该过程具有以下稳定性特征：1. 突变性：围岩的峰后大变形往往是在短时间内发生的，变形速度快，突变性强，需要迅速作出应对措施。
2. 不可逆性：峰后大变形一旦发生，围岩的稳定性往往会受到严重影响，且难以恢复到原来的状态。
3. 空间效应：围岩的峰后大变形往往伴随着空间效应的改变，如岩体的塌落、滑移等，对工程安全造成较大威胁。
三、锚固控制机理研究针对巷道围岩峰后大变形的稳定性问题，锚固控制是一种有效的手段。
锚固控制是通过在围岩内部设置锚杆、锚索等支护结构，对围岩进行加固和稳定的一种技术手段。
其控制机理主要包括以下几个方面：1. 提高围岩的承载能力：通过锚杆、锚索等支护结构的设置，可以有效地提高围岩的承载能力，使其能够承受更大的外力作用。
2. 改变围岩的应力状态：锚固控制可以通过调整支护结构的预应力，改变围岩的应力状态，使其处于更加稳定的状态。
3. 限制围岩的变形：锚固控制可以通过对围岩施加一定的约束力，限制其变形范围，从而保证工程的稳定性。
四、锚固控制的实施方法及注意事项针对巷道围岩峰后大变形的实际情况，锚固控制的实施方法包括以下几个方面：1. 选择合适的支护结构：根据围岩的实际情况，选择合适的支护结构，如锚杆、锚索等。
2. 设置合理的预应力：根据围岩的应力状态和变形情况，设置合理的预应力，以保证支护结构的有效性。
3. 加强监测与维护：在锚固控制过程中，需要加强监测和维护工作，及时发现并处理问题，保证工程的安全稳定。
软岩巷道围岩松动圈变形机理及控制技术研究_靖洪文
第28卷第6期 中国矿业大学学报 V o l.28 N o.6 1999年11月 Journal of Ch ina U niversity of M ining&T echno logy N ov.1999软岩巷道围岩松动圈变形机理及控制技术研究3α靖洪文 宋宏伟 郭志宏(中国矿业大学建筑工程学院 江苏徐州221008)摘要 通过对软岩巷道工程特征的研究,提出用定量指标——稳定的围岩松动圈厚度值L p(L p ≥150c m)来判定“软岩巷道工程”的方法.以此为基础,进而分析了围岩松动圈碎胀、水胀及复合等变形机理,提出对大松动圈碎胀变形 , 类软岩采用锚喷网支护, 类软岩采用联合支护,对水胀变形软岩首先采用综合防治水措施的新思路,并被大量的工程证明是正确的.关键词 软岩,松动圈,碎胀变形,水胀变形,控制技术中图分类号 TD353第一作者简介 靖洪文,男,1963年生,博士研究生,副教授 软岩巷道支护一直是煤矿生产建设中的难题,也是目前国内外尚未解决的问题.尽管国内外学者对软岩工程进行了大量的研究工作,并取得了很多成果,但由于软岩问题的复杂性,目前不仅软岩工程支护设计仍停留在经验的工程类比及盲目的试验基础上,而且软岩工程判定及分类方法也缺乏可行的量化指标,造成工程实践中的浪费.在原岩中开挖巷道,破坏了围岩原有的三向应力平衡状态,围岩中的应力将重新分布,同时伴随应力集中现象出现.如果集中应力小于围岩强度,围岩虽有变形出现,但巷道整体处于稳定状态,不存在支护问题;只有当集中应力大于围岩强度,围岩发生破坏时,巷道才产生非线性变形.如果这种非线性变形得不到有效控制,巷道就会冒落或断面尺寸缩小而不能满足使用要求,因而须进行加固或返修.本文在探讨软岩巷道工程特征的基础上,提出用全面反映围岩应力和围岩强度等因素综合作用结果——稳定的围岩松动圈厚度来定量确定软岩工程,进而分析其非线性变形破坏机理,重点研究了碎胀变形机理及支护参数设计方法,并且经过工程实践证实其可靠性.1 软岩巷道工程的矿压显现特征软岩工程地压大,致使一般刚性支护不能进行有效的维护,多至3层料石碹也遭到破坏;围岩变形量大,变形持续时间长,一般达1～3个月;底臌现象明显.综合起来表现为支护难度大,在选择支护时必须摒弃各种刚性支护,而选择各种支撑力较强的可缩性支护.用这个概念来划分软岩工程的范畴将包括:深部工程、构造应力明显地区、密集工程群、受采动影响的巷道工程和遇水软化膨胀岩层地区等.它们都能达到上述支护难度,即每矿都有可能遇到软岩工程问题.围岩松动圈巷道支护理论[1]在对围岩状态进行深入研究后,发现松动圈的存在是煤矿巷道围岩的固有特性,它的范围大小可以用声波仪进行测定.稳定后的围岩松动圈厚度是围岩应力p与围岩强度R的复杂函数,L p=f(p,R).它是一个综合指标,反映了支护的难易程度,而且大量相似模拟试验及现场实测表明,煤矿巷道的跨度(一般3～5m范围)及支护强度(一般为0.1～0.2M Pa)等影响不大.当松动圈厚度大于150c m时,多种支护,特别是刚性支护发生严重破坏;当松动圈厚度小于150c m时,支护破坏轻微.因此就这个意义而言,“软岩”已不单纯指围岩的软硬或者地应力水平的高低,而是把“软岩”与“硬岩”的界限划定在松动圈厚度为150c m处,大于该值时称为大松动圈软岩工程.大松动圈软岩工程分类见表1,共分成3类.α收稿日期 199906223煤炭科学基金资助项目(96建0101)表1 大松动圈软岩工程分类Table1 The classif ication of sof t rock roadwaywith a large broken zoneL p c m围岩类别围岩类型支护机理及方式备 注150～200 一般软岩锚杆组合拱理论锚喷网支护 200～300 较软软岩锚杆组合拱理论全断面锚喷网支护>300 极软软岩二次支护理论 联合支护 注 近期研究表明:L p相同但岩石不同时支护难度有差异. 用松动圈厚度判定软岩工程有两个突出特点:1)松动圈厚度可现场实测,容易取得且可靠性高;2)松动圈厚度是一个综合指标,它全面反映原岩应力(包括采动应力)、岩体性质(包括强度、裂缝、软弱夹层等)、施工和水等的影响,在工程中又不需要对这些指标进行观测和具体量化,现场应用方便.这一划分软岩工程支护范畴的分类方法已经过大量工程验证[2],获得良好的效果.2 大松动圈软岩变形机理分析巷道开挖后,一般总要引起巷道周边围岩的收敛变形,其变形量的大小是衡量巷道矿压显现强烈程度和维护状况的重要指标1研究其变形组成和机制,预测其变形规律、特征和变形量值,以便合理确定支护形式和参数,最大限度地利用围岩自身支撑能力,避免目前大松动圈软岩巷道中经常遇到的支护多次破坏和频繁返修的困难局面,具有重要的实用价值.当围岩松动圈厚度L p≥150c m时,围岩突出地表现为软岩工程特征,但由于巷道围岩形成松动圈的机理不同,则其支护对策亦不同.因此,依据支护对象(碎胀变形、水胀变形、复合变形)及支护对策上的差异又可将分类表中大松动圈软岩分成碎胀型、水胀型和复合型3类.2.1 碎胀型软岩岩石是一种脆性材料,在受力过程中,产生较小的变形就会进入破裂状态.破裂意味着岩石中裂隙增多,单位体积增大,我们把岩石由于破裂而产生的体积增大现象称为碎胀(破裂膨胀).碎胀型软岩是指主要支护对象为碎胀变形,它包括两种情况:1)高应力软岩——岩层在自然状态下单轴抗压强度较高,而且受水和风化影响较小;2)低强度软岩——岩层在自然状态下结构松散,软弱,胶结程度差,单轴抗压强度较低,一般小于30M Pa,而且受水和风化影响较大1上述两种岩层都是指围岩遇水无明显膨胀、软化的大松动圈软岩工程.它一般是由于埋深较大、构造应力明显、采动应力叠加、巷道较密等原因形成的.在地下开挖空间要扰动岩石介质,围岩应力进行重分布,导致围岩应力和围岩强度的变化,围岩应力超出围岩强度值越大,围岩变形破坏越快.由于起初巷道表面围岩内的应力集中系数最大而围岩强度最低,因此,巷道周边围岩首先发生变形甚至破坏,应力峰值向深部转移1在此过程中,尽管围岩产生破坏,但是只要它不坍塌、冒落,则对深部围岩体仍然具有一定的支护抗力,使围岩强度得到提高,围岩应力与围岩强度的差值逐渐减小,围岩破坏逐渐趋向缓和1当应力峰值趋近或小于围岩强度时,应力分布趋于稳定,围岩破坏过程趋于结束,最终达到新的应力平衡状态.由此看出巷道剧烈变形是由围岩破坏引起的,而且围岩松动圈厚度值越大,巷道围岩变形量越大,持续变形时间越长.实验室试验充分证实了上述分析的正确性,在煤炭科学基金资助下,采用M T S815型电液伺服岩石力学试验系统,对砂岩、粉砂岩、泥岩、煤、大理岩等5种岩石的19个试块进行“零围压”岩石单轴碎胀试验,测定了其全应力2应变过程中体积应变变化及碎(剪)胀力(图1)情况[3,4].从图1各条曲线之间的相互关系可以看出岩石在受力过程中对接触介质的荷载影响程度(支护与围岩相互作用机理).图1 砂岩体积应变与碎(剪)胀试验曲线F ig.1 Experi m ental curves of vo lum etric strain anddilatancy fo r sandstone综上试验结果表明:1)影响巷道围岩收敛变形的主要因素是岩石破裂后(巷道围岩形成松动圈)的体积变形,岩石在峰值前(弹塑性)变形量很小,而峰后岩石体积变形要比峰值前大的多,一般达8～10倍,因此峰后破裂围岩体积膨胀变形才是巷道收敛变形的主要原因1在煤矿大松动圈(软岩)巷道围岩收敛变形中,由围岩破坏和软化、碎胀引起的变形占75%～95%,而围岩弹塑性区的变形引起巷道收敛变形量较小,一般约占5%～165第6期 靖洪文等:软岩巷道围岩松动圈变形机理及控制技术研究 25%12)在全应力2应变过程中,峰后岩石体积应变曲线可分成两段:在弱化段,体积膨胀增长较快;在残余强度段,体积膨胀增长比较平缓.说明岩石在弱化段大量裂隙张开贯通,而在残余强度段则是一种岩石结构滑移现象,这对研究岩石碎胀变形机理及分段建立岩石本构关系具有重要的理论和实用价值13)岩石峰后体积应变大小与岩石性质有关,岩石单轴抗压强度越高,则峰后体积应变量越大1即同样的围岩松动圈厚度,由于岩性不同,体积应变值亦不同,其支护难度是不同的1这一试验结果从某种意义上讲是对“围岩松动圈巷道支护理论”研究的深化.综上所述,碎胀变形力是巷道支护的主要荷载,这类巷道破坏的关键是松动圈(破裂区)内“危石”滑移脱落,即关键块体的坍塌引起其周围岩块的松动冒落.2.2 水胀型软岩水胀型软岩是指岩石在自然状态下强度并不低,但遇水后强度急剧下降,甚至软化成泥,同时伴随岩石遇水体积膨胀的一类岩石.这类软岩主要是富含蒙脱石、伊利石、高岭石等粘土矿物的岩石.由于这类岩石遇水软化、膨胀,改变了围岩强度与围岩应力的相对关系,而且加大了围岩应力,所以在这类地层中,如果对底板积水、空气潮湿控制不当,表面岩石日渐软化膨胀,将在同样地应力条件下使松动圈增大1同时,由于这类岩石遇水后体积成倍膨胀,膨胀变形压力巨大,又使围岩内应力升高,结果围岩的碎胀和吸水膨胀结合起来产生较大的围岩变形.这一现象有围岩流变的因素,更重要的是围岩不断地脱离应力场,破坏了围岩松动圈内的应力平衡,造成巷道围岩失稳、支架破坏、生产受到严重影响.水胀型软岩破坏的主要原因是岩石遇水软化(强度降低)、膨胀造成松动圈再次扩大,因此,支护的对策是严格控制水的影响,而支护阻力并不要求很大.2.3 复合型软岩复合型大松动圈软岩是指两种软岩变形因素同时存在,围岩碎胀变形及水胀变形均较大1一方面由于围岩应力较大而出现大松动圈,另一方面水的作用降低了围岩强度,围岩吸水发生体积膨胀.复合型大松动圈围岩(软岩)巷道之所以具有大变形、大地压、难支护的工程特点,是因为复合型软岩并非具有单一的碎胀或水胀变形机制,而是一种同时具有碎胀和水胀两种变形机制的复合类型,而且碎胀变形超前于水胀变形.复合型软岩破坏的根本原因是兼有碎胀和水胀两种变形,所以对于此类软岩要十分注重合理运用复合型向单一型转化技术1即首先利用对付水胀型软岩防治水措施,将复合型软岩转化为单一碎胀型软岩进行支护,然后按碎胀型软岩选择支护方式和确定支护参数.应当强调的是,煤系地层不同程度具有复合型软岩的特征,如果忽略这一点,就会造成支护的失败.3 控制技术大松动圈巷道围岩表面位移,绝对限制是无法办到的,也是不经济的.控制原理只能是既允许围岩有一定变形,释放压力,又控制其过大变形,保持巷道在不影响正常使用前提下的稳固,以防止冒顶和片帮.弹性变形在开巷瞬间基本完成,根本无法控制,它不会施加于支护结构.因此:1)对大松动圈围岩碎胀变形,只要及时提供支护抗力,并有适量的可缩变形量以释放压力,促使极限平衡及早实现,即可保持巷道稳定;2)对大松动圈围岩水胀变形,必须首先解决水的问题,水胀型软岩支护对策是严格控制水的影响;3)对大松动圈复合变形,必须十分注重合理运用复合型向单一型转化技术,利用对付水胀型软岩防治水措施,将复合型软岩转化为碎胀型软岩进行支护,然后按碎胀型软岩选择支护方式和确定支护参数.3.1 , 类大松动圈碎胀型软岩锚喷网支护由于岩体破坏、应变软化的结果,将使松动圈内岩体强度随变形发展而逐渐衰减,直至残余强度.松动圈内岩块的滑移碎胀变形(流变),并非有益的能量释放,而是以其承载能力的丧失为代价的,显然是一种有害变形,对此决不能等闲视之.因此,在巷道维护工作中,为充分保持并利用破裂围岩的自承能力,必须对破裂区内岩体进行支护和加固,目的是限制有害的滑移剪胀变形,控制其软化程度,提高其残余强度.从这个意义上讲,布置在岩体内部的锚杆支护和对岩体内部的注浆加固将是优越的支护形式和措施.锚杆支护能实现主动深入到围岩内部加固围岩,提高围岩自承能力和围岩一起形成一个加固圈;喷层可以及时充填围岩表面裂隙,封闭岩面和隔离水、风对围岩的破坏,缓解应力集中现象,密贴并提供一定的支护抗力,使巷道周边围岩从二向应力状态变为三向应力状态;金属网能加强喷层的整体性,提高喷层的抗弯、抗剪、抗拉265 中国矿业大学学报 第28卷能力,而且将单个锚杆连结成整体锚杆群和混凝土形成有一定柔性的薄壁钢筋混凝土支护圈.因此锚喷网三者结合是内部加固与外部支护的结合,支护与围岩共同作用,浑然一体,并能柔性卸载,先柔后刚,先让后抗,最大限度地发挥围岩的承载能力.所以,锚喷网支护的性能十分符合软岩对支护性能特别是一次支护性能的要求.基于上述分析,根据松动圈厚度设计锚喷网支护参数,我们在开滦赵各庄煤矿11,12水平(埋深分别为961.1和1056.8m)受采动影响的底板岩巷( 类,L p=1.5～1.89m)大松动圈软岩巷道(采动碎胀型)及13水平(埋深1159m)煤及半煤岩巷( 类,L p=2.16～2.26m)大松动圈软岩巷道进行了工业性试验,获得了成功,年经济效益达500万元以上[5].3.2 类大松动圈碎胀变形联合支护对于 类大松动圈碎胀型软岩,一般为高应力强膨胀地区或节理化极破碎的岩石,对此类软岩工程巷道,支护阻力和可缩量是巷道支护成功的主要参数,高阻力和大的可缩量是确保此类极软岩巷道稳定性的关键.由于 类松动圈厚度大,其碎胀变形量也很大,一般达到600mm以上,所以一般常用锚杆(锚固长度1.6～2.0m,锚固力为5～8t)支护不能维护巷道周边围岩的稳定,必须增大锚杆支护强度及可缩量.从理论上讲,通过增大锚杆锚固力(锚杆直径加粗、加长等)及金属网强度等措施,锚喷网(锚索)支护仍可控制此类大松动圈巷道,但从经济实用及施工方便角度讲,采用锚喷网加U型钢可缩支架或注浆加固加U型钢可缩支架(或者用锚喷网加预留有变形充填层的料石碹、大弧板等方式)等联合支护方式则更为合理[6].大量的工程实践表明,对 类大松动圈软岩巷道企图用一次支护特别是强刚性支护,包括双层料石碹、600mm厚的钢筋混凝土支护等不能获得成功[7],原因是它们不适应大松动圈软岩初期变形量大、持续时间长的特点.因此,锚喷网一次支护主要是提高围岩松动圈内破裂岩石的残余强度,提高围岩的自承能力,以保证巷道在安全的条件下允许围岩在高阻控制下释放变形压力,以适应其碎胀变形力学机制.为保证巷道较长时间的稳定和服务期间的安全,在围岩变形稳定后必须进行二次支护,给巷道提供最终支护强度和刚度,并起到安全储备作用.锚喷网一次支护的关键是根据松动圈厚度确定“组合拱”厚度(一般不应小于1.2m),进而确定锚喷网支护参数;二次支护的关键是确定支护时间:应在一次支护巷道围岩变形稳定后进行,具体应根据巷道开挖后监测情况确定,如松动圈厚度已基本稳定,u2t曲线变化平缓等.淮南谢桥煤矿东风井-240m总回风巷(泥岩, 类)大松动圈软岩工程中,采用单一常规锚喷网(非锚索)支护发生了失败,但返修时采用锚注与U型钢联合支护取得了成功[6].3.3 ～ 类复合型软岩转化关键技术——治水开巷后,大松动圈在产生、发展过程中出现碎胀变形的同时,破裂岩体出现宏观裂隙,地下水的渗入不仅降低破裂面的强度和作用在其上的法向应力,导致围岩强度下降,松动圈再次扩大,而且岩石遇水膨胀和软化,这种相互作用恶性循环,导致支护非常困难1所以,在这类地层中必须采取治水的措施.由于井下水源分布广,来源多,在巷道内存在水流,故治水方法必须采取治、防、管、排等综合治理措施.1)有水必治 井下施工巷道掘进头,对出水、淋水、积水要及时采取措施控制出水点,不能乱流、漫流,存留时间不能过长.哪里有水哪里治,能排则排,能导则导,能疏则疏,分段截流、分片治理,保持巷道无积水12)无水要防 施工巷道要有防水措施,做到预防为主.编制作业规程时,必须考虑治水方法、防水系统、防水设备和防水设施,做到有备无患.水沟要紧跟迎头,毛水沟距迎头不得超过15m,永久水沟距迎头不超过50m13)用水必管 施工迎头喷浆、洒水、喷雾、通风、消防、注浆等都需用水,但要管理好用水,建立严格的管理制度,防止跑、漏、冒、滴,对用完的水,及时排入疏水系统,保持巷道干燥无水14)积水必排 井下巷道如有积水,必须及时排入排水系统.对于复合型软岩,只有围岩破裂松动,潮湿空气或水沿裂缝侵入围岩深部之后,其变形才能强烈的显现出来1而且水胀变形在时间上滞后于碎胀变形,但是如采取上述治水措施,使岩石无水可吸,水胀变形也就无从产生,则复合型软岩转化为单一碎胀型软岩,从而大大降低了支护难度.4 结 论1)采用单一综合指标——围岩松动圈厚度(L p≥150c m)判定软岩巷道工程,不仅能全面反映围岩的稳定性,而且现场应用方便1365第6期 靖洪文等:软岩巷道围岩松动圈变形机理及控制技术研究 2)大松动圈软岩工程,无论是何种原因造成的,其松动圈厚度值都在150c m以上1但对于不同原因造成的软岩工程,应采取不同方法进行处理1应当强调的是,煤系地层不同程度的具有复合型软岩的特征,如果忽略这一点,会造成支护的失败.3) , 类大松动圈碎胀变形软岩采用单一锚喷网支护,用“组合拱理论”设计锚喷网支护参数可以获得成功; 类大松动圈碎胀变形软岩须采用联合支护方式,才可以获得成功.4)绝对限制大松动圈非线性变形不易实现,也不经济,只能是既允许围岩有一定变形以释放能量,减小围岩对支护的压力,又能有效控制其过大变形,保持巷道的使用空间和稳定性.仅考虑对岩体应力的控制或一味采用各种高强度支护手段是不适宜的.参考文献1 董方庭,宋宏伟,郭志宏等.巷道围岩松动圈支护理论.煤炭学报,1994,19(1):21～312 鹿守敏,靖洪文.巷道锚喷支护机理研究与实践.建井技术,1994(4):10～143 靖洪文,李世平.零围压下岩石剪胀性能试验研究.中国矿业大学学报,1998,27(1):19～224 J ing H W,L i S P.Experi m ental study on vo lum etric strain of rock s in full stress2strain p rocess.Journal of Ch ina U niversity of M ining and T echno logy,1999,9(1):33～375 靖洪文,付国彬,郭志宏.深井巷道围岩松动圈影响因素实测分析及控制技术研究.岩石力学与工程学报,1999, 18(1):70～746 何满潮.中国煤矿软岩巷道支护理论与实践.徐州:中国矿业大学出版社,1996.1～367 陆家梁.软岩巷道支护技术.吉林:吉林科学技术出版社,1995.77～81Study on D efo rm ati on M echan is m of B roken Zone A round Soft Rock Roadw ay and Its Con tro l T echn iqueJ ing H ongw en S ong H ongw ei Guo Z h ihong(Co llege of A rch itecture and C ivil Engineering,CUM T,Xuzhou,J iangsu221008)Abstract T he engineering featu res of soft rock roadw ay are discu ssed.T he quan titative w ay of assess2 ing soft rock roadw ay by the th ickness L p(L p≥150c m)of b roken zone is pu t fo r w ard.Fu rther m o re,the defo r m ati on m echan is m of bu lk ing,dw elling and so on is analyzed.It is believed that fo r , bu lk ing soft rock bo lting and sho tcreting w ith w ire m esh shou ld be u sed,fo r com b ined suppo rting,and fo r dw elling soft rock w ater ough t to be treated firstly.T he reliab ility has been confir m ed by indu strial tests.Key words soft rock,b roken rock zone,bu lk ing defo r m ati on,dw elling defo r m ati on,con tro l techn ique 465 中国矿业大学学报 第28卷。
浅析软岩巷道的破坏机理及其控制技术
浅析软岩巷道的破坏机理及其控制技术摘要：本文浅析软岩巷道破坏的机理、软岩巷道围岩控制技术，以及技术应用效果分析等。
关键词：软岩巷道；破坏机理；控制技术；效果分析一、软岩巷道破坏的机理煤矿有些锚喷网支护巷道仍出现失稳破坏现象，表现出了底鼓、两帮严重内挤和拱顶离层等问题，经现场调研和初步理论分析，大家一致认为，软岩巷道发生严重变形和破坏的原因是由多多面因素作用的结果。
1）围岩承载能力低。
软岩可分为砂岩、泥岩和煤三类基本岩性，还有具有临近两岩层间共性的过渡岩层（泥砂岩互层、泥质粉砂岩）。
过渡岩层的岩石物理力学性质指标介于两者之间，加上各岩层连续性较差，RQD质量指标较低，围岩整体承载能力将受到极大影响。
所以，围岩承载能力较低是软岩巷道失稳的主要原因。
2）地应力以水平应力为主。
根据破坏形式表明，不同方向巷道破坏严重程度不同，说明煤矿原岩应力场的第一主应力为水平应力，经实测也说明了此问题。
3）巷道原支护结构和参数不合理。
因受地质条件的限制，巷道成型效果差、支架与围岩接触不良、无控底措施、喷射混凝土封闭效果不明显，整体支护强度不够。
4）底板和底角控制措施不力。
对巷道的底角和底板若不能采取有效的支护措施，当巷道的顶帮压力较大时，围岩就会出现应力集中，产生显著的塑性变形和剪切破坏，表现出显著的底鼓现象，进而影响巷道顶帮的稳定，产生拱顶下沉，两帮内挤，从而造成巷道支护结构的全面失稳破坏。
5）水侵的影响。
有的侏罗系含水层组的孔隙裂隙水是影响巷道掘进与支护的主要因素。
由于巷道所处位置围岩大部分为泥质胶结，对水非常敏感，岩体遇水泥化现象较为明显。
6）大松动圈不稳定围岩。
根据围岩松动圈支护理论，属于Ⅴ类大松动圈较软软岩或极软软岩巷道，一般支护形式无法满足维护其稳定的要求。
可先采用U 形钢棚支护属于被动低强度支护。
围岩强度得不到加固提高，自身承载能力在变形过程中逐渐降低；在高围岩压力下，支架受力不均也出现集中高应力，使支护机构的承载能力大打折扣。
巷道围岩稳定性及控制技术
该理论认为：在层状岩体中开挖巷道，当顶板在一定范围内不存在坚硬稳定岩 层时，锚杆的悬吊作用居次要地位。如果顶板岩层中存在若干分层，顶板锚杆的 作用将表现在两方面：一方面是依靠锚杆的锚固力增加各岩层间的摩擦力，防止 岩石沿层面滑动，避免各岩层出现离层现象；另一方面，锚杆杆体可增加岩层间 的抗剪刚度，阻止岩层间的水平错动，从而将巷道顶板锚固范围内的几个薄岩层 锁紧成一个较厚的岩层，即组合岩梁。
明显效果，但当围岩产生塑性破坏后，对提高围岩的残余强度及承载能力有显著效
果；锚杆与其锚固范围内的煤体构成一种组合型的锚固支护体，在锚杆的约束与抗
剪作用下，使塑性破坏后易于松动的煤体或煤顶形成具有一定承载能力，并可适应
围岩变形的平衡拱，从而提高了煤体的整体性，防止顶煤松散冒落，锚固平衡拱内
存在着关键承载环，对巷道顶板可起到有效的支承作用。全长锚固锚杆的作用就是
稳定岩层
软弱岩层
虽然悬吊理论直观地揭示了锚杆的悬吊作用，但在分析过程中不考虑围岩的自 承能力，而且将被锚固体与原岩体分开，这与实际情况有一定差距。如果顶板中 没有坚硬稳定岩层或顶板软弱层较厚，围岩破碎区范围较大，无法将锚杆锚固到 上面坚硬岩层或者未松动岩层上，悬吊理论便不适用。
组合梁理论
三、巷道支护机理
度和较高的强度，其厚度越大，越有利于围岩的稳定和支承能力的提高。
锚杆作用角
组合拱理论在一定程度上揭示了锚杆支护的作 用机理，但在分析过程中没有深入考虑围岩－支 护的相互作用，只是将各支护结构的最大支护力 简单相加，从而得到复合支护结构总的最大支护 力，缺乏对被加固岩体本身力学行为的进一步分 析探讨，计算也与实际情况存在一定差距，一般 不能作为准确的定量设计，但可作为锚杆加固设 计和施工的重要参考。
动压、软岩巷道围岩控制技术
动压、软岩巷道围岩控制技术Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly.编制：___________________日期：___________________动压、软岩巷道围岩控制技术温馨提示：该文件为本公司员工进行生产和各项管理工作共同的技术依据，通过对具体的工作环节进行规范、约束，以确保生产、管理活动的正常、有序、优质进行。
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动压、软岩巷道围岩控制技术简介:动压、软岩巷道包括软岩、深井、高构造应力、沿空、全煤、复合顶板、强烈底鼓等巷道, 是条件复杂、维护困难的巷道。
控制此类巷道的围岩变形, 保持其稳定性, 必须针对该类巷道的具体条件, 采用某一特定的或综合的技术加以治理。
提出了新的矿压理论和控制技术, 并成功地应用到现场极难维护的巷道中, 经济社会效益显著。
科技成果获省、部级以上奖励32项, 其中国家发明三、四等奖各1项、国家科技进步三等奖1项、国家“八五”科技攻关重大科技成果奖1项、省部级科技进步特等奖2项、一等奖2项、二等奖10项、三等奖12项、四等奖2项。
获国家专利14项。
主要技术要点:影响巷道围岩稳定性的主要因素有三:围岩强度、岩体应力、支护技术；这也是巷道围岩控制的三个基本途径, 即:强化或者保持围岩强度, 减小岩体应力, 经济有效地进行巷道支护。
具体讲, 主要有以下技术:（1）锚杆、锚索支护l 高强度杆体可伸长锚杆, 既控制巷道围岩变形, 又适应巷道围岩变形；l 高（超高强）锚杆支护系统, 必要时与小孔径锚索联合支护, 保持锚固区内围岩的稳定, 并防止锚固区外围岩离层；l 在锚杆支护巷道围岩强度强化理论的指导下, 采用以计算机数值模拟为主的动态系统设计方法, 合理确定锚杆（及锚索）支护参数；l 抓住锚杆支护的合理支护强度、较大的初锚力和及时锚固三个关键, 有效改善支护效果。
动压巷道稳定原理与控制技术
x0
煤体
c
d
巷道
e
巷旁支护体
பைடு நூலகம் 沿空留巷围岩稳定机理与控制技术
1 .2 沿空留巷巷旁支护 （4）预应力承载结构
为了进一步提高充填体的抗变形能力和承载能力，
发明了充填体预应力承载结构。
1 沿空留巷围岩稳定机理与控制技术
1 .2 沿空留巷巷旁支护 （4）高水材料巷旁充填沿空留巷特点： ①浓度小，水体积85%以上，高水材料用量少，辅助运输 工作量小；远距离输送，输送距离＞2000m；易于搅拌；
泥岩
4-2
炭质
泥
Ⅰ-实体煤掘巷阶段；Ⅱ-动压掘巷阶段；Ⅲ-沿稳定采空区掘巷 阶段；Ⅱ1-超前动压掘巷阶段；Ⅱ2-滞后动压掘巷阶段； q(x)-超前支承压力曲线；q(y)-侧向支承压力曲线；
2 迎采掘巷围岩稳定机理与控制技术
2 .2 围岩变形破坏机理
（2）解析模型采动应力演化规律
25
2 1
8
25
垂直应力/MPa
（1）将迎采动面沿空掘巷分为三个阶段研究其顶板覆
岩变形破坏规律，阶段Ⅰ实体煤掘巷，阶段Ⅱ动压掘 巷，阶段Ⅲ沿稳定采空区掘巷。 （2）迎采巷道变形控制：确定合理煤柱宽度、把握停 掘时机、分段动态控制。
3 高水材料力学特性及其工程应用
总结
动压巷道稳定原理与控制技术
沿空留巷
高水材料 大变形 控制
迎采掘巷 分段动态 控制
轴向塑性区范围/m
28 26 24 22 20 0.0 0.2 0.4 支护阻力/MPa
P1
P2 P3 P4
0.6
R=0
R=0.6
2 迎采掘巷围岩稳定机理与控制技术
2 .3 围岩控制技术 （3）分段动态控制
软岩巷道岩石力学实验与巷道稳定性控制研究
童 ｊ 瞧ｊ ； 舛技
２ ７ 第４ ０年 期 ０
软 岩 巷 道 岩石 力 学 实验 与巷 道 稳 定 性 控 制 研 究
李恩涛 赵 ， （． １ 煤炭科 学研究总院北京建井研 究所 ， 北京
摘 要
军
１０ １ ； ． ００ ３２ 日照职业技术学院， 山东 日照 ２６２ ） ７８６
压力 １Ｍ ａ 注浆加压时间 ３—５ ｉ ０ Ｐ， ｍｎ 。实验结果 表明： 破裂岩 石的强度可以提高为原来 的 １２ 倍 。而使 用聚胺脂注浆 ． ～２
图 ３ 巷道支护结构图 ３ １ 巷道 围岩注浆加 固 ． 在巷道锚 喷支护 ３ ｄ ５ 之后实施注浆锚杆加 固支护 ， 注 浆锚 杆的布置 如图 ３ 示。注浆锚杆沿 巷道轴 向的排距设 所 计为 １０ｒ 。其它参数如下 ： ６０ ｍ ａ
该文在分析北皂煤矿 围岩地层结构的基础上 ， 进行 了岩石力学参数测试和 围岩注浆加 固实验 ； 出 了以巷道 围岩锚 提 软岩巷道 岩石力学实验 围岩控制
注为核心的复合支护方式 ， 该方式可形成 围岩支护体 的封闭式结构， 有利于提高支护效果。 关键词
龙 口北皂煤矿 一３０ ５ ｍ运输 大巷 围岩 以砂质 泥岩 、 泥质 胶结砂岩 、 泥岩等为主 ， 是典型的软岩巷道。在采动作用下 ， 巷道变形量大 ， 底鼓严重 ， 巷道稳定性差 ， 常规的支护方式 已 不足以保证巷道的稳定性 。为此 ， 采取 “ 反底拱 ＋注浆锚 杆” 的复合支护方案。反底拱的作用是控制底鼓 ； 注浆锚杆的作 用 是提高围岩的 自身强度。
试件编号 试样直径 试样高度 单轴抗压 弹性模量 泊 松 （ ｍ ｍ） （ ｍ） 强度 （ ａ ｍ ＭＰ） （ Ｐ ） Ｍ ａ 比
Ｎｏ ｌ
软岩巷道支护原理与控制技术探究
软岩巷道支护原理与控制技术探究摘要：近年来，矿山开采条件变得日益复杂，所涉及的工程领域越来越多，我国的许多矿区，目前都存在着软岩巷道支护困难的问题，并成为影响矿区发展和矿井经济技术效益的主要因素之一。
下文通过对软岩巷道的特征分析，及支护原理和方法的论述，对梁宝寺二号井矿回采巷道支护方式进行了设计，并给出了相应的建议和措施，取得了良好的效果。
关键词：软岩巷道；支护；原理；控制技术引言：随着国民经济的发展，煤的需求量逐年增长，开采的范围也不断扩大。
无论新老矿井，在开掘巷道时都遇到了大量的软岩层，特别是随着开采深度的不断增加，深部地压明显增大。
在开掘过程中，由于围岩的变形、位移、膨胀，使巷道掘进速度减慢，每天仅能完成几米。
巷道竣工不久，支护受到严重破坏，某些矿的掘砌成本高达每米几千元，甚至上万元，是稳定围岩中同类巷道的3～4倍而且维修困难。
在软岩层中施工巷道，掘进容易，但维护极其困难，采用常规的施工方法和传统的支护结构，往往不能奏效。
因此研究软岩支护问题便成为巷道施工的关键问题。
1.软岩巷道的特征软岩巷道最明显的特征是地压显现比较剧烈，巷道维护困难，主要表现在围岩的自稳时间短、来压快、围岩变形量大、速度快、持续时间长、四周来压、底鼓明显、遇水膨胀、变形加剧，可以用4个字来概括：松、散、软、弱。
2.松软岩巷道支护原理软岩层巷道支护的着眼点应放在充分利用和发挥自承能力上。
支护原理是：根据岩层不同属性，不同地压来源，从分析地压活动基本规律入手，运用信息化设计方法，使支护体系和施工工艺过程不断适应围岩变形的活动状态，以达到控制围岩变形、维护巷道稳定的目的。
具体的说，有以下几个方面：2.1必须改变传统的单纯提高支护刚度的思想，支护结构及强度应与加固围岩、提高围岩自承能力相结合，与围岩变形及强度相匹配，实践证明，单纯提高支护刚度的方法是难以奏效的；2.2必须采取卸压、加固与支护相结合的方法，统筹考虑、合理安排，对高应力区，要卸得充分，对大变形区，要让得适度，对松散破碎区，要注意整体加固，对巷道围岩整体要支护住；2.3进行围岩变形量测，准确地掌握围岩变形的活动状态，根据量测结果进行反馈，以确定二次支护结构的参数，确定补强时间，再次支护时间和封底时间；2.4树立综合治理、联合支护、长期监控的支护思想体系。
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软岩动压巷道围岩稳定性原理及控制技术研究顾士亮(中国矿业大学,江苏徐州221008)[摘 要] 针对张双楼煤矿西大巷围岩力学性质,主要是膨胀性泥岩在浅部遇水破碎、扩容的特征、深部膨胀特征,通过现场测试、建立力学模型、数值计算,对西大巷稳定性的力学效应、受采动影响时围岩塑性区及破碎区宽度及变形与采动支承应力的关系分析,分析在采动支承应力作用下的软岩巷道,其围岩破碎区、塑性区的范围,巷道变形与破碎围岩塑性区范围、峰后强度、支护的关系,研究动压软岩巷道围岩变形机理、软岩巷道围岩流动规律,提出了深井巷道围岩控制的“内、外结构”稳定性原理。
针对西大巷围岩地质条件,依据研究的成果,寻求巷道稳定控制技术,并通过工业性试验检验,使得西大巷由研究试验前的强烈变形到研究后的基本稳定。
[关键词] 软岩;巷道;稳定性;控制[中图分类号] T D263 [文献标识码] B [文章编号] 100326083(2004)01200152030 引 言在煤矿巷道中,70%～80%的巷道受到采动影响,到深部后表现明显的软岩特性,巷道强烈底鼓、围岩难以控制,动压影响的软岩巷道的维护状况已成为制约煤矿集约化生产的瓶颈。
与一般软岩巷道相比,动压软岩巷道稳定性主要取决于巷道的围岩性质、动压的影响。
对这类巷道围岩稳定性及其控制尚未有系统的研究。
通过对张双楼煤矿西大巷围岩力学性质分析,探讨软岩动压巷道围岩稳定性原理及控制技术。
1 巷道围岩岩性及其对巷道稳定性的影响分析(1)围岩工程力学性质。
岩石强度试验表明,砂质泥岩、泥岩、海相泥岩强度较小,单轴抗压强度一般20～40MPa,部分低于20MPa。
海相泥岩最大膨胀率1718%,最大膨胀力012MPa,砂质泥岩最大膨胀率2818%,最大膨胀力0131MPa。
(2)西大巷变形的主要原因。
岩石的工程力学性质差;受到7煤和9煤叠加采动支承压力作用;原支护形式不合理,难以抗拒围岩012～0131 MPa的膨胀力。
2 软岩巷道围岩受力变形分析峰值强度前的变形为线弹性变形;在岩体破坏前,不发生体积应变,但在峰值后出现塑性剪胀扩容和应变软化现象,在应变软化区和残余变形区的塑性扩容系数一致;曲线简化为弹性变形区(虎克定律)、应变软化区和残余变形区(摩尔2库仑准则),对应巷道围岩变形的弹性区、塑性区和破碎区。
3 动压作用下的软岩巷道围岩受力变形动压对软岩巷道变形的影响主要反映在塑性区岩体的蠕变。
蠕变速度始终维持在一定的水平。
不同应力水平下峰后蠕变试验如图1所示。
(a)加载 (b)峰后蠕变 (c)峰后蠕变 (d)峰后蠕变图1 不同应力水平下峰后蠕变曲线51 2004年第1期 能源技术与管理 在稳压期间,第一阶段的轴向应力差31MPa ,第二阶段33MPa ,最大主应力提高了2MPa 。
在σ1=41MPa 的应力水平下,峰后岩石呈现稳态等速蠕变特征,自稳时间长。
在此应力水平上,增加轴向应力5%,提高到σ1=43MPa ,峰后蠕变应变却增加了130%,蠕变速率也随之增大,这表明岩石在峰后蠕变过程中,应力的微小变化将会使变形急剧增加。
因此,在软岩巷道受到动压影响时,由于高应力的作用,原处于稳态等速蠕变的围岩蠕变速度突然增大,巷道围岩变形量迅速增大。
岩体峰后蠕变对轴向压力非常敏感,软岩巷道一旦受到几倍原岩应力的采动支承应力作用,围岩在短时间内,即由稳定蠕变发展成不稳定蠕变,围岩变形速度迅速增加,同时,由于峰后岩体变形的结构性效应,围岩变形量显著增大,导致巷道失稳。
4 动压软岩巷道底鼓在采动支承压力作用下,巷道底板岩层将在拉伸应变的作用下产生离层,离层后的底板岩层抗弯刚度大大降低,容易被压曲和破坏。
软岩巷道围岩较松软,尤其受到水的侵蚀后,体积膨胀,岩体泊松比增大。
因此在动压作用下,巷道底板岩层中水平应力较大,称之为“次生水平应力”。
次生水平应力对已离层的底板岩层的作用过程相当于位移加载过程,不但使破碎底板岩石产生较大的结构效应,而且使相对完整的底板岩层产生压曲。
软岩巷道围岩流动规律如图2所示。
图2 巷道围岩位移矢量图2中A 区的岩石向上流动,流动速度最大,底板B 区沿近水平方向向巷道中心流动,以补充A 区鼓出的岩石,该区岩石流动速度较慢;C 区岩石在巷帮高应力作用下,向下流动,补充B 区;D 区岩石的位移方向向下,不参与底鼓。
强烈底鼓的软岩巷道,底鼓的岩石不仅来自底板,也来自两帮深部的岩石,底鼓与两帮移近往往同时发生,相互影响。
5 数值分析511 数值模型模拟范围为长×高=100m ×105m ,网格为124mm ×87mm ,共10788个单元,模型采用应力边界条件,模型的上表面施加均匀的垂直压应力10MPa ,模型两侧施加随深度变化的水平压应力,模型下表面垂直位移固定,左右两侧的水平位移固定,如图3所示。
图3 数值模拟模型通过模拟发现,无采动影响西大巷围岩塑性区比一般岩石巷道大得多,顶底板塑性区比两帮塑性区大,底板塑性区最大;当西大巷受到7煤与9煤采动支承压力叠加作用时,围岩塑性区显著增大,底板塑性区宽度达到8m ,两帮和顶板塑性区宽度达到6m 。
512 数值模拟结果分析(1)两次动压叠加作用的软岩巷道围岩变形量大于两次动压分别作用的巷道围岩变形量总和;(2)西大巷变形以底鼓为主,当7煤和9煤受采动支承压力叠加作用时,底鼓量是顶板下沉量的211倍,是两帮变形量的213倍,因此,控制底鼓是西大巷围岩稳定的关键所在;(3)底板鼓出的岩石不仅来自底板深部,两帮深部的岩石也参与底鼓,因此,控制底鼓必须控制两帮岩石的流动。
6 动压软岩巷道围岩控制(1)软岩巷道支护围岩控制原理。
一是通过注浆或锚杆提高围岩自身的强度;二是利用锚索充分调动深部外结构围岩的强度;三是提高内结构的支护强度,阻止围岩蠕变。
在总结前人工作的基础上,提出深井巷道围61顾士亮 软岩动压巷道围岩稳定性原理及控制技术研究 2004年第1期岩控制的“内、外结构”稳定性原理,“内结构”是指锚固体、注浆体及支架等巷道支护结构,承受松动破碎围岩的变形压力;“外结构”指巷道松动圈以外的完整岩体结构,承受上覆岩体的压力。
(2)软岩巷道围岩控制的系统原则。
顶底板和两帮构成巷道承载结构,顶板、底板和两帮组成一个不可分割的系统。
支承压力通过两帮传递给底板,两帮岩体在向巷道内移动的同时挤压破碎底板岩层,引起破碎岩体之间的滑移、剪胀,从而引起强烈底鼓,同时加剧两帮的破坏。
顶板软弱下沉,两帮向巷道内移动;两帮软弱,难以承受顶板传递的支承压力,导致顶板下沉,两帮向巷道内移动。
顶板与底板的相互作用通过两帮传递,当顶板为软弱岩层,两帮产生向巷道内位移,底板岩层在水平应力的作用下向巷道内移动,加剧底鼓;当底板岩层为软弱岩层时,受支承压力作用而下沉,导致顶板下沉甚至离层,影响顶板的稳定性,从而进一步加剧底鼓。
(3)顶板卸压控制围岩变形效果。
9煤与西大巷的垂直距离为20m,在9煤中开掘卸压巷,通过数值模拟分析卸压区中心线与西大巷中心线的距离与卸压效果的关系:当卸压区中心线在西大巷中心线右侧5m时,对右帮卸压效果明显,对其它部位卸压效果不明显,松动区应位于倾向上方。
随松动区中心线距离增大,底鼓量逐渐减小,当卸压区中心线在西大巷中心线左侧2m时,巷道顶底板移近量为受7煤、9煤煤柱叠加影响时的44%,其中底鼓量为43%,有效控制了底鼓。
(4)底板卸压控制围岩变形效果。
在西大巷底板开凿卸压巷,对控制围岩变形也有一定的效果,顶板下沉量在0134～0136m,底鼓量为0144～0155m,左帮变形量012～0124m,右帮变形量012～0122m。
不同的支护方式对控制围岩变形有不同的效果,网壳、高强锚杆均有较好的让压性能和较高的支护强度,再加上注浆可提高破碎围岩的承载能力,数值模拟结果表明,网壳、高强锚杆加注浆可较好的控制动压软岩巷道变形。
从顶、底板卸压并结合不同的支护方式综合分析显示,9煤及底板卸压均能取得更好的效果,9煤卸压效果优于底板卸压。
7 工程实践张双楼矿西大巷修复支护可供选择方案:网壳锚喷加注浆支护;网壳锚喷、注浆支护加煤层卸压;网壳锚喷、注浆支护加底板卸压。
综合考虑技术、经济和现场施工难度,西大巷修复时采用网壳锚喷加注浆的综合支护技术。
(1)网壳锚喷支护技术的特点。
①混凝土被许多小跨度双曲钢筋网壳分片包围,钢筋的弯曲变形被混凝土所削弱,混凝土所受的拉剪内力被网壳所削弱,两者相互加强,可大幅度提高支护体的承载能力;②支架构件接头处的可缩垫板使支护体具有一定的可缩性。
所以网壳配钢筋喷层也能承受较大的变形压力。
采用锚杆把网壳分段与围岩锚在一起,削弱网壳的不均匀变形,则网壳喷层的承载能力可进一步提高。
(2)采用高强度螺纹钢锚杆支护,排距900mm、间距800mm,布置一根45°倾角的底角锚杆。
(3)注浆加固。
采用高水速凝材料注浆,水灰比115∶1,注浆孔排距2m、间距118m、深度为415m,注浆压力1～2MPa。
(4)支护效果。
由表面位移观测结果分析,4个测站的两帮移近量均大于顶底板移近量,顶底板移近量中顶板下沉量占1/3左右,底鼓量占2/3左右。
变形速度在锚杆安装后5d内最大,其中两帮变形速度达到313mm/d,顶底板变形速度达到214mm/d,以后则逐步减小,到第45d左右,变形趋于稳定,变形速度在012mm/d以下,因此,喷射混凝土支护确定在安装锚杆以后的第40～45d 进行。
与修复前相比,巷道围岩变形量下降了80%以上,巷道稳定性得到了较好的维护。
从巷道不同部位的锚杆受力分析来看,底角锚杆的轴力最大,达118kN,顶板锚杆的轴力最小,为95kN,两帮次之;在锚杆安装后3～5d内,轴力迅速上升,随后缓慢上升,约30d左右达到最大值,随后便趋于稳定。
8 主要结论(1)软岩动压巷道围岩变形机理。
①岩石的工程力学性质差;②原支护形式为被动式支护、支护阻力小,难以抵抗围岩012～0131MPa的膨胀力;③随着围岩应力增大,软岩巷道围岩应变软化区和残余变形区宽度增加,在应力增大的初期,两者呈近似线性关系,后期,围岩应变软化区宽度增长速度下降,而残余变形区宽度增长速度相对提高,因此,动压软岩巷道围岩变形(下转第38页)712004年第1期 能源技术与管理l ss=∑S2-(∑S)2/n=34.31-19.98= 14.33计算a、b值,即:b=l sw/l ww=(-1586)/190092=-0.008a=S-bW=1.154-(-0.008)(-226)=-0.65于是得到回归方程:S=-0.65-0.008W式中S为原煤全硫;W为自然电位值。
对回归方程进行显著性检验。
总离差平方和S总=l ss=1433回归平方和S回=b2l ww=12.17相关系数r2=S回/S总=0.849 r=0.92给定显著水平a=0.05,自由度n=15-2 =13查相关系数表得临界值r0.05(13)=0.514由于r=0.92>r0.05(13)=0.514所以该回归方程比较显著,具有推广价值。