软岩及软岩巷道支护中一些问题的探讨
浅议煤矿软岩巷道支护
浅议煤矿软岩巷道支护摘要:随着矿井开采深度的增加,巷道破坏日趋严重。
软岩巷道支护历来是巷道工程的难题,通过对软岩巷道的特征分析,及支护原理和方法的论述,对泉店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:软岩巷道围岩支护结构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:(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)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;(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;3 松软岩巷道支护原则早期的支护理论沿用地面结构工程原理设计支护参数,围岩是支护的对象,支护只是人工构筑的承载结构而已。
关于煤矿软岩巷道支护技术的探讨
软岩巷道支护问题探讨
是指 软岩 在工程 力 的作 用 下 ， 常 表 现 为不 可逆 变 常 形 的现 象 ； 软岩 的膨胀 性 ： ③ 是指软 岩在 物理 、 化学 、 力学等 因素 的作用 下 ， 生体 积变化 的现象 ； 产 ④软 岩
的崩解 性 ： 是指软 岩 在 物 理 、 学 、 学等 因素 的作 化 力
重 的底 鼓并 导致 两帮破 坏 ， 顶板 冒落 。 （ ） 岩 巷 道 变 形 一 般 随 矿 井 深 度 加 大 而 增 ３软
大 。不 同矿 区 、 同地 质 条 件 下都 存 在 一个 软化 临 不 界 深度 ， 超过 临界 深 度 ， 护 的难 度 明显 增 大 ， 软 支 且
（） １ 软岩 临 界 荷 载 。软 岩 的 蠕 变 试 验 表 明 ， 当
软岩巷 道 的支护 原理 、 支护 方 法、 支护 原则进 行探 讨 。 关 键词 ： 岩 ； 软 破坏 特 点 ； 巷道 支护
软 岩巷 道支护 一 直 是 矿业 工 程 的难题 ， 着 矿 随 井开采 规模 的加 强 和 向纵 深 发展 ， 岩巷 道 的支 护 软
的变 形状 态 ， 变 曲线趋 于某 一变 形值 ， 时间延 伸 蠕 随
而 不再 变化 ； 当所 施加 的荷 载大 于该荷 载水 平 时 ， 岩 石 出现 明显 的塑性 变形 加 速 现 象 ， 即产 生 不 稳 定 变
与维 护问题更 加 突 出 。 目前从 理 论 和实践 来 讲 ， 软 岩巷道 的支 护大多 采 用 复 合支 护 形 式 ， 何 在 软 岩 如 巷 道 中应 用好 这种 支 护 形式 ， 疑具 有 很 大 的 研究 无
所施加 的荷 载小 于某 一 荷 载 水 平 时 ， 岩石 处 于 稳 定
岩 巷道 变形在 不 同 的应 力 作 用 下 ， 有 明显 的方 向 具
基于软岩支护技术的探讨
然而是 Ｐ— ｕ是何种位移 尚不清楚 。不论是支架 架设前 已完 成的位移 还是架设后 产生 的位移 ，都会导致 Ｐ— Ｕ曲线 解释的相 互矛盾，如将
Ｐ Ｕ曲线 理 解 为 来 源 于 弹 塑 性 模 型 的 推 导 结 果 ，则 由于 支 护 不 能 承 受 —
５ ０年代～６ ０年代 发展起来 的，受当时条件 的限制 ．必然会 有某些 不 足之处 ，在 ２０年代 ～３ 后的今天 ，我们 有责任给 予补 充和完善 。 ０年
由于 难 以 理 解 ， 导 致 了 认 识 的较 大 差 异 ，从 而 导 致 支 护 方 法 也 有 相 当 大 的不 同 ，一 般 对 上 述 ５条 原 则 的 理解 是 利 用 Ｐ— ｕ 曲线 来 说 明 ，
水 泥 药 卷 、 树 脂 药 卷 和 机 械 锚 固 。喷 射 混 凝 土 和 锚 杆 相 结 合 ， 就 构 成 了一 般 软 岩 巷 道 的 基 本 支 护 形 。 １ １ ４ 联 合 支 护 ．．
对于力学 性能差或环 境条件恶劣 的软岩工程 ，往 往采用联合支 护 的形式 。联合支 护是采用不 同性 能 的单 一支护的组合 结构 。在联合支 护 中，各 种 支护 各 自发 挥其 所 固有 的性 能 ，扬 长避 短 ，共 同作用 ，
时 岩 石 力 学 的发 展 水 平 ，２ ２条 中 的 一 些 原 则 可 以用 力 学 原理 满 意 地 解 释 ，而 上 述 五 条 原 则 尚难 做 到 对 原 则 的 说 明仍 是 经验 性 的 。新 奥 法 是
【 关键词 】 隧道施工
１现 有 的软 岩 支 护技 术
１１ 岩 支 护 技 术 ．软
云南 大理
６ １０ ７０ ０
软岩巷道施工与支护技术探讨
施外 ， 还要特 别注意 预防 围岩 的物理化 学效 应 ， 防止围岩脱 水风干 。 因为 某些 软
岩经过 脱水风干后再遇水， 会出现更严重的膨胀和崩落。 软岩巷道的支护形式 ：
砌碹 支护 ， 锚杆 支护 ， 锚 喷支 护 ， 锚 网 喷支护 ， 锚 索支 护 ， 金属拱 形支 架支护 ， 料 石 支护 ， 钢筋 混 凝土支 护 ， 还有 各类 支护 之 间的联 合支 护 。 ３ 圉岩 支护 的相 互作 用 所以我们要选择合适的支护特性曲线。 软岩巷道刚掘出时， 由于围岩应力
软 岩巷道 怎支 护是 个很棘 手的 问题 ， 必须 根据具体 的工 程条件 进行 分析 ， 确 定支护 方案 ， 难 以在 此解决 你 的实 际问题 。总的来说 ， 对于 软岩巷 道在 设计 时 应首 先合 理确 定断 面形 状 ， 提高 围岩的 自身 承载 能力 ， 可 以选 择 拱形 、 马 蹄 形， 底 鼓严重 的应 选择 圆形 或椭 圆形 。 设计 的断 面尺寸 应预 留变 形量 。 对 于埋 深 较浅 的软 岩巷道 ， 可选择锚 喷或Ｕ型钢 支护 ， 并坚持 新奥法 的支护 原则 ， 注重 再次喷射混凝土的时机。对于大埋深的软岩巷道 ， 应采用多种方式的联合支 护， 首先 采用柔 ｝ 生 支 护， 过一 两个月 后压力得 到 了一 定程度 的缓解 ， 然后再 进行 刚性支 护 以控制 变形 量 。 １ ． 软岩 巷道 支 护的基 本 原则 不少 矿 区的软 岩巷道 由于支护 原则和支 护方法不 正确巷道 支架屡遭 损坏 ， 巷道多 次翻修 而仍然很 难维护 ， 本文 针对软岩 的基本属 性和软 岩巷道矿 压显现 规律 ， 阐述软 岩巷 道支 护 的九条 基本 原则 ， 即： （ １ ） 根据 不 同的巷道 围岩压力 类 型选 用不 同的巷 道 维护方 法 ， （ ２ ） 改善 围岩 的力 学性 质和 应力 分布 状态 ， 提 高 围岩 的 自稳 能力 ； （ ３ ） 正确 选择 支护 的 刚度和 二 次支护 的 时间 ， （ ４ ） 根据支架一 围岩的相互作用关系， 设计合理的巷道加固和支护系统， （ ５ ） 提高 支 架的 初撑 力 、 初期 增 阻速度 和工 作 阻力 ； （ ６ ） 加 强对 巷道 底板 的支护 ， 重视 对巷道 围岩 的及时 封 闭 ； （ ７ ） 控 制巷 道 围岩 的超 挖 ； （ ８ ） 减少 震动对 围岩 稳 定性 的影 响 ， （ ９ ） 实行 设计 、 施工、 监 测相结 合 的管理 方法 等 。 ２ ． 多种 支护 未 见成效 主要 原 因 软岩 巷道 围岩压 力具有 来速迅 猛 ， 围岩 变形很 大 ， 巷 道 四周 同时来压 和持 续流变 ， 以及对水、 扰动等极其敏感等特征。 因此， 必须针对这些特征采取正确 的支 护原则 和措 施 。 并不 少矿 区软岩巷 道 由于支护 原则 和方法 不正 确 ， 即使 采 用多 种形 式的 支护 ， 但 未见 成效 ， 其 主要 原 因有 以下几 点 ： （ １ ） 将复杂的变形压力视为单纯的松动压力； （ ２ ） 忽略了围岩变形有显著的时间效应， （ ３ ） 采用了以支撑围岩、 防止冒落为主要 目的的传统支护原则和支护方法， （ ４ ） 忽 略 了地应 力 的作用 ， （ ５ ） 忽 视 了围岩 与支 架的 相互 影响和 共 同作用 等 。 因此 ， 根据 不 同类型选 用不 同的航道 维护 方法 。 松软 岩层 存在三 种不 同的 围岩 压力 类 型 ， 即松 动压 力 变形压 力 和膨 胀压 力 。 （ １ ） 对松 动压力 可以采 用刚性 支护来支 撑 围岩 ， 防止破碎岩 块 的垮 落 ， 同时 必 须采 用各 种措 施加 固 围岩 ， 提高 岩体 自身 强度 ， （ ２ ） 变 形压 力是软 岩巷 道 的主要压 力 显现形 式 ， 对于变 形压 力必 须根据 流 变特征 合理 的设计 支护 刚度 ， 控 制支护 时 间和支护 施工 的顺序 ， 既准许 围岩有 适当变 形 ， 以有利 于能 量释放 ， 又能将 变 形控 制在一 定 的范 围之 内 。 （ ３ ） 膨 胀压 力也 可看 作变 形压力 的一 种 ， 除采 用与控 制变 形压 力相 同的措ｎ ａ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ
浅谈煤矿软岩巷道支护措施
的围岩变形量通常都高达数千毫米 ， 其围岩的流变往往 持续数 年之久 ， 导致巷道维护 十分 困难 针对软岩巷道矿压显 现的特 点， 本文针对 巷道 围岩的特性 ， 提出 了相应 的控制巷道 围岩 变 形 的支护措施。 巷道 围岩变形是衡量软岩巷道 的矿压显现程度 和巷 道 维 护 状况 的重 要 指 标 之一 １ 软 岩 的 基 本 属性 软岩的 １ ０ 种基本属性 为 ： （ １ ） 岩石强度低 ， 单 向抗压强 度 般都在 ３ ０ — １ ５ ＭＰ ａ以下 ； （ ２ ） 大多属粘 聚力 很弱的泥质胶结 ； （ ３ ） 结构面发育 ， 一般均属碎 裂和散体结构 ； （ ４ ） 岩石的空隙率 大， 通常都在 １ ５ ％以上 ； （ ５ ） 含水 率高 ， 一般 ５ ％～ １ ０ ％以上 ， 空 隙
中图分类号： Ｔ Ｄ ３ ５ ３ 文献标识码： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ３ — ５ １ ６ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ２ １ — ０ ０ １ ０ 一 Ｏ ｌ
软 岩 巷 道 围 岩 变形 的 特 征 为 掘 巷 、应 力 扰 动 和 环 境 变 化 都 会 引 起显 着 的 附加 变 形 量 。 软 岩 中因 掘 巷应 力 集 中而 引起 的 围岩 显 着 变 形 ； 支护 损 坏 和 失 效 等 支 护 阻 力丧 失 而 引起 的 围岩 急剧变形 ； 软岩巷道 附近掘巷和翻修等应力扰动而引起 的围岩 附加变形等。软岩巷道因应力扰动、 支护失效和水 的浸蚀 引起 异， 松 软 围 岩 的 自稳 时 间 通 常 为几 十 分 钟 到 十 几 小 时 ， 有 的 顶 板 一 经暴 露 就 立 即 冒落 。因此 在决 定 巷 道 掘 进方 法 和 支 护措 施 时 必须 考 虑 到 巷 道 围岩 的 自稳 时 间 ３ 巷 道 围岩 变 形 量 的 构 成 在未经采动 的松软岩体 内开掘巷道 时 ，其 围岩变形量主 要 南以 下 三 部 分 组 成 ： 掘 巷 引起 的 围 岩 变 形 量 ． 它 一 般 发 生 在 巷道掘进的初期 ； 围岩流变 引起 的变形量 ， 它在巷道整个 服务 期 内都会发生 ； 巷道受各类 扰动引起的变形量 ， 如巷道 维护过 程 中， 支护阻力发生变化 ， 巷道附近支架翻修或开掘新 的巷道 ， 以及泥岩遇水和巷道积水增加等等。 ４ 控 制 软岩 巷 道 围岩 急剧 变形 的 支 护 措施 软岩巷道因应力扰 动 、支护失效和水的浸蚀引起的围岩 变形量通常都 高达数 千毫米 ，其 围岩的流变往往持续 数年之 久， 导 致 巷 道 维 护 十 分 困难 。针 对 软 岩 巷 道 围岩 变 形 规 律 及 支 架与围岩相互作用关系 ， 提出了控制软岩巷道围岩变形的支护 措施为 ： （ １ ） 巷 道 刚 掘 出时 ， 因 围岩 应 力 重新 分 布 所 引 起 的 围 岩 剧 烈变形 ． 即围岩变形量构成 中的 ， 即使 支护阻力很 高也 难以有 效抑制。因此 ， 必须正确选择二次支护的时间及支护体的刚度 ， 使掘巷期间的能量得 到释放 ， 但支护滞后 的时间应在保持岩体 不失稳 的条件下 正确选择 。巷道二 次支护 的时间通 常为掘后 ３ ０ ｄ左右 。如 采 用 一 次 支 护 ， 则 这 一 阶段 支 架 的缩 量 约需 ２ ０ ０ ～
软岩巷道掘进施工与支护技术探讨
进 行初 始支 护 时 ， 应 严 格 根 据 围岩 和支 架 共 同作 用原理 ， 合 理确 定 支 架 的 刚度 ， 使 其 具 有 一 定 的柔 性 ， 充 分发 挥 围岩 的 自承 能 力 ， 从 而 可 以避 免 支 架 因受 到 加 大 的压应 力 而 造 成 的损 坏 。 目前 ， 初 始 支 护 一 般 采 用 的是 锚 喷支护 。
３ ． １初 始 支护
由于软 岩巷 道 围岩 变 形 具 有 明显 的时 间效 应 ， 因 此， 围岩 的 自稳 时 间一 般 是 比较 短 的 ， 有 些 顶板 一 经 暴 露， 就会 出现 冒落现象 。影 响这 一 现 象 的 因素 主 要 有 ： 第一 ， 围岩暴 露 面 的形 状 和 范 围 ； 第二 ， 岩 体 的 残余 强 度 以及原 岩应 力 。所 以 ， 在进 行 巷 道 掘进 及 其 支 护 时 ， 需要 充分 考虑 围岩 的 自稳 时 间。 ２ ． ２合 理布 置巷 道 的位 置 矿井 地 质 条 件 十 分 复 杂 ， 地 质 构 造 多 种 多样 ， 因 此， 在设计 矿 井巷 道时 ， 应 着 眼全 局 ， 具 体 实施 ， 力 求在 技 术 可行 的基 础上 ， 把 成 本 降低 到 最 少 。为 此 ， 需 要在 以下 几个 方面 努力 ： ①在进 行 巷 道 施 工 之 前 ， 必 须 弄 清 楚 矿 井 的地 质 构 造情 况 以及水 文地 质 情 况 ， 此外 ， 还需 要 充 分 考虑 岩
２ ． ３巷 道 断面形状 的选择
巷道 的断 面 形 状 对 巷 道 的稳 定 性 具 有 一 定 的 影 响 。而巷 道 断面形 状 的确定 则 需 要 考虑 以下 两方 面 的 因素 ： 一 是原 岩应 力 的大小 ； 二是 原岩 应力 的方 向 。
软岩巷道支护施工存在的问题及控制对策
软岩巷道支护施工存在的问题及控制对策软岩巷道支护一直是困扰煤矿安全生产的主要问题之一。
本文以水矿集团某煤矿巷道施工为工程背景，根据现场调研情况，分析了巷道支护施工中存在的主要问题，如巷道超挖严重、）锚杆孔位及预紧力与设计值相差过多等，并提出了相应的控制对策。
标签：软岩巷道；支护；施工0 引言软岩巷道支护一直是困扰煤矿安全生产的主要问题之一。
由于含有膨胀性粘土矿物，软岩遇水容易膨胀，导致整体强度降低、胶结程度差，巷道掘进和支护困难，早起的锚杆支护理论和技术适用于中硬、硬岩的围岩条件中，此时也已不在适用。
为解决此类问题，我国学者也开展了大量的研究和实践，如围岩强化技术体系、分布动态控制体系、让压支护技术体系等，其核心技术是采用高强预应力锚杆、锚索，配合U型棚、喷注浆等手段，实现围岩和支护体系的统一承载、动态控制，目前在理论和工艺方面都取得了良好的成绩。
但是再巷道支护施工过程中，仍然存在一些问题。
本文以水矿集团某矿为例，多名技术人员在掘进工作面跟班进行支护质量监测及矿压观测测站安装，根据现场调研统计情况，对巷道支护施工方面存在的问题进行了整理和分析，并提出了相应的控制对策，以期为巷道支护施工提供一定的借鉴。
1 巷道支护施工存在的主要问题根据调研情况，目前巷道支护施工主要存在以下问题：（1）巷道超挖严重，成形较差。
与设计巷道断面尺寸相比，最大超挖处超过500 mm，此巷道虽然为半煤岩巷，但因为巷道围岩松软破碎并存在煤岩互层，围岩揭露后短时间内即垮落，造成帮顶凹凸不平，护表材料和围岩存在架空区间，锚杆、锚索多有锚空现象。
（2）锚杆孔位及预紧力与设计值相差过多。
①设计要求锚杆孔必须垂直于岩面，但实际施工中多有钻机在同一个位置上连续打几个孔都不移位的现象，造成锚杆孔位与设计轴线相差过大，而锚杆螺母又没有采用调心垫，最后难以有效提高预紧力矩，要求锚杆孔与设计线差值不超过5度。
②施工设计要求帮锚杆预紧力矩不小于250 N·m，顶板锚杆不小于300 N·m，除钻机安装时拧紧后尚需要人工二次加扭，但根据安装的两个托锚力测站，帮顶部共计11块压力表，扭矩小于200 N·m，经测量初始预紧力介于1.1～17 kN远远达不到设计要求的60～80 kN。
关于软岩巷道支护形式探讨
开 滦 唐 ｌ 赵 庄 矿 ３ ２ 作 面 位 １ １ Ｉ ７ 工 ３ 三水 平 东 翼 ｔ石 ¨ ， 而标 高 ３ ｍ ， 作 地 ７ 工 而 标 高一９ ７ ～ １ ９ ｍ。ｊ部 为２ ７ 采 ９ｍ ０６ ３２ 区煤 柱 ， 三 水 平以 下无采 掘 工程 。 十 该 ｆ： １ 面 为 架棚 （ 棚 为 主 ， 杆 锚 索 为加 固措 施 ） 架 锚 巷 道 ， 宽４１ ４ｉｍ， 高 ２ ０ Ｉ Ｉ 运 输 道 净 ９ｉ ｌ 净 ８ ０ｎＨ ， （ 向 ） 长６３ ｍ ， ７ 层 顶 扳 施 Ｊ。 ｊ 走 全 ０ 沿 煤 ：山 ： 该 工作嘶受采深 及Ｆ断 层破碎带影 响 ， 两 帮煤 壁酥软 ， 底板 破碎。 扳 泥砺胶结 ， 顶 顶 参 差 状 断 口 ， 色 条 痕 ，含 少 量 植 物 叶 化 灰 石 ； 板 高岭 土 胶结 含 少 量植 物 叶 化 石 。 底 支 护 形 式 锚 梁 网雨Ｉ 拱 曼架 支 护 联 合 支 护 ， 金 施 工 后 巷 道 呋 鼓 、 形 严 莺。 后 曾 多次 采 变 先 用卧 底 维 修 保 持 断 而 ， 最终 基 本 满 足 使 用
要 求
剧 增加 。 ４ 软 岩 巷 道 围 岩 变 形 在 不 同 的 应 （） 力作 用 ， 具有 明显 的 方 向性 。 巷道 自稳 能 力 差 ，白稳 时 间 短 。
的 完 整性 。 ・ 情 况 下， 而 股 巷道 支护 ＝ 要 指 ｝ ＝ 对 顶 板 和 巷 道 两 帮 的 支 护 ， 律 忽 略 了 对 往 底板的管理 。 对 巷 道 底 板 岩 性 为 较 软 的
３针对巷道变形 的应对措 施
３． 金拱支 架加 底梁 １
埘 十 巷 道 顶 底 板 破 碎 ， 层 酥 软 的情 煤 况 ， 往支 护形 式 采 ｝ ｌ ． ｉ ２ Ｕ型钢 会 以 ｆ ５ｎ ｊ０ ５ 拱 支 架 配 合 小 扳 及 丝 编 网 支 护 ， 生 底 鼓 发 后需 要 多次 起 底 清 卧 ， 仪 Ｉ程 最 火 ， 不 ： 占用 人 力 多 ， 【影 响 常 的 运输 、 风 及 行 人 而 ］ ＿ 通 需 求。 据观场实际情况， 根 可用 普通 可缩 性 金 属拱 形 支架 加 底 梁 形 成 环 形 承 载 结 构 ， 配 合 小 板 、 定式 铁 撑 子和 金 属 网 片 形 成 封 闭 的 承 载 整体 ， 制 巷 道 围 岩 破 碎 区 的 抑 发 展 ， 大 限 度 的 恢 复 巷 道 围 岩 的 三 向应 最 力状 态 使 其 达 到 一 个 新 的 相 对 平 衡 。 梁 底 同 样 采 用 ２ Ｕ型 钢 加 工 ， 一定 弧 度 ， 端 ５ 呈 两
软岩巷道支护问题与对策
软岩巷道支护问题与对策作者：吴良胜来源：《企业文化》2017年第17期摘要：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。
关键词：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胀应力等，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。
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：（一）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。
（二）支护对策采用硬岩巷道的支护方式来解决软岩支护问题这种做法是不正确的，因为软岩巷道与硬岩巷道的变形破坏特征完全不同，需要研究适合于软岩的支护对策。
（三）支护参数巷道稳定性是巷道支护主要考虑的问题，选择合适的支护参数对于巷道稳定性十分重要。
软岩巷道支护技术分析
软岩巷道支护技术分析【摘要】在煤矿生产建设的过程中，软岩巷道的支护与加固一直是一项建筑难题，尤其是在高应力软岩巷道的支护中，控制起来比较困难。
对软岩巷道支护技术的相关问题研究，不仅够提高软岩巷道控制水平，对整个软岩工程建设也有重要的现实意义。
【关键词】软岩巷道；支护；技术我国煤炭产量与消耗量都居世界第一，煤炭工业对我国的经济发展与人们的生产生活息息相关。
大量的煤炭需求，使得我国煤炭的开采进度逐年加快，而伴随着煤炭资源的减少，其开采难度也进一步加大，煤炭开釆面临着更为复杂的地质条件与开采难度。
其中，很多巷道都需要布置在软岩中或巷道的围岩较为破碎的地质区域中。
这样的结构通常比较松散且容易破碎，抗高压的能力较低，在防护与维修方面，不但频率较高，控制技术也有困难。
据统计，我国煤炭巷道年掘进量已经超过6000千米，其中软弱及破碎围岩中的巷道掘进量大约占10%，其中每年需要返修、维护的软岩巷道大约在100千米左右。
软岩巷道的维护，不但影响了煤炭生产效率，给煤炭企业经济效益带来较大影响，最重要的是给巷道的安全带来了巨大的隐患，危及井下工作人员的生命安全。
一、软岩巷道概述1.软岩的概念与分类软岩是一种复杂的岩石力学介质，在特定环境下的具有明显塑性变形。
我国地质研究中，将软岩划分为地质软岩和工程软岩两大类。
地质软岩即强度低于25MPa的结构松散、节理发育、孔隙度大、胶结度差、容易风化膨胀性的一类岩体。
工程软岩是在工程力作用下，岩体发生显著塑性变形的岩体总称，是在地质软岩的基础上，强调工程力的作用效果。
2.巷道围岩变形破坏机理分析对于煤炭开采工程中，巷道围岩的变性因素要成为人们主要的考虑内容，围岩的变形和破坏主要受到地质因素和技术因素的影响。
在地质因素方面，不同的围岩岩性和结构状态使得巷道围岩受到应力有区别，形成应力差，加上岩体本身的强度、结构、胶结程度等等方面的影响，都会对巷道围岩变形破坏。
应力作用是造成巷道围岩变形破坏的外因因素。
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强风化软岩巷道是指岩石经历了强烈风化作用后形成的软岩层构成的巷道。
强风化软岩巷道的支护及其稳定性是岩石工程中的重要问题，直接关系到巷道的安全和正常使用。
强风化软岩巷道的支护方法主要有物理支护和化学支护两种。
物理支护主要是利用支护结构对巷道进行加固。
一般常用的物理支护方式有钢筋混凝土衬砌、喷射混凝土和锚杆等。
钢筋混凝土衬砌是最常见的一种支护方式，通过将钢筋混凝土加固层覆盖在岩石表面，形成一个坚固的保护层，可以有效抵抗巷道的风化破坏。
喷射混凝土是将混凝土通过喷射设备喷射到岩石表面形成一层坚固的支护层，具有施工快、成本低的优点。
锚杆主要是通过在岩石中埋设锚杆并与混凝土喷射形成的加固层相连，增加巷道的稳定性。
化学支护主要是利用化学材料对巷道进行固化和加固。
常见的化学支护材料有聚氨酯和环氧树脂等。
聚氨酯是一种具有很强粘接能力的化学材料，可以迅速渗透到岩石裂隙中，形成一个坚固的固化层，增加岩石的强度和稳定性。
环氧树脂则是一种固化剂，可以与岩石表面的物质反应形成一个固化层，具有很好的加固效果。
强风化软岩巷道的稳定性除了支护手段外，还受到岩体强度、水文地质条件、地震影响等因素的影响。
岩体强度是指岩石的抗压、抗剪强度，是巷道稳定性的基础。
强风化软岩的抗压、抗剪强度较低，容易破坏，因此在进行巷道支护设计时需要根据不同岩体强度选择适当的支护方式和材料。
水文地质条件对巷道的稳定性也有重要影响。
强风化软岩巷道常常处于高含水量的地质环境中，水的渗透会导致岩石强度降低，从而对巷道的稳定性造成影响。
在巷道支护设计中需要考虑合理的排水措施，以减少水分的渗透和影响。
地震影响也是强风化软岩巷道稳定性的重要因素之一。
地震可能引起巷道支护结构的破坏和岩体的破坏，严重危及巷道的安全。
在巷道设计和支护过程中需要考虑地震力的作用，选择合适的支护方式和材料，增强巷道的抗震能力。
高应力软岩下矿井巷道支护措施探讨
・ ９ ５・
高应力软岩下矿井Байду номын сангаас道支护措施探讨
迟 福 海
（ 鸡 西 矿 业 集 团 东海 煤矿 二 采 区 ， 黑龙 江 鸡 西 １ ５ ８ １ ７ ５ ）
摘 要： 在 煤矿 企业的 日常生产 中， 为 了保证采矿作业的安全 ， 一般都需要在矿 井巷道采取一定的 支护措施 。矿井巷 道支护结构的施 工质量 直接影响 着煤矿企业的安全生产 和经济效益 。然 而由于不 同矿 井所 处位置的水文地质条件 不同， 在对巷道进行 支护施 工时所采用 的措施 方法也有很 大差异 。现主要探讨 了在 高应 力软岩 的地质特征 以及 其在巷道 开挖 中的破 坏特征 和最佳 支护时 间，并结合某工程 实 例， 探讨 了矿井巷道 的支护措施方 法， 以供相 关煤矿企业参考借鉴。 关键词： 高应力； 软岩 ； 矿 井巷道 ； 支护措施 煤矿开采是具有较高危险 陛的一项生产活动 ， 为此在 煤矿开采 逐渐增加 。如果 以变形速度 区分 ， 可 以划分为 ３个变形 阶段： 减速变 近似线性 的恒速变形 阶段和加速 变形 阶段 。当进入加速 变 的生产过程 中， 必须要将安全放在首要地位 ， 做好安全防护措 施。 尤 形 阶段 、 其是在开采深度不断加大的情 况下 ， 矿井巷 道上 方及 两侧 所受到的 形 阶段 时， 围岩本 身结构产生新 的裂纹 ， 强度就大大降低。 因此我们 地应力 更大 ， 增 大 了生产开采作 业面 的安全 隐患 ， 也 增大 了巷 道支 认 为 ， 建立最 佳的支护 时间最好 是在近似线性恒速 变形阶段 ， 此 时 护结构 的不稳定性。为了安全 的完 成深度开采 ， 实现 生产 经济效益 可以使变形所产生的工程力和围岩 自撑力达到优化意义上的最大 ， 的最大化 ，就必须要采取有效技术来保证 深井巷道的支护稳定性 。 此 时的强度损失最少。 以下笔者就 以某矿区的矿井巷道支护措施为例 ， 来谈谈 在高应力的 ４ 工 程 实例 分 析 软岩下 ， 应 该如何进行支护作业才能保证生产的安全 。 ４ ． １ 巷道围岩状况 和支护现状 某 矿东 １ ２采 区 １ ２ １ １ ７工作 面 回风顺 槽 工程为 高应 力软 岩环 １ 高应 力软岩概述 关于高应力软岩的定 义 ， 岩石力学领域所持 的观点 与工程 界所 境 ， 其环境表 现采深大 、 应 力高 、 岩层软弱破碎 、 煤岩层倾角变化大 、 持 的观点存在一定的差异。在 工程 领域 ， 认 为高 应力 软岩是位于高 巷道起伏变化大等特征。 另外 ， 还表现 出瓦斯含量高 、 每层顶 底板砂 巷道断面具有非对称 性等特点 。 在此情况下 ， 应力地 区的一种特殊岩体 ，这 种岩体和普通软岩有着很大 的差别 ， 岩裂隙水涌水量较大 、 其在地表或较浅的地下等地应力较 小的情况下 ， 会表 现出坚硬的岩 原本采用 的常规端锚锚杆支护， 其所形成 的围岩 自承 圈厚度较小， 一 锚 固后 围岩 的 自承圈厚度约为 ６ ０ ０ ｍ ｍ， 难 以抵抗较大的围岩 石特征 ， 而并非软岩 的特征 。只有在地下深处等地应力较 大的情况 般情况， 下， 这种岩石才会根据 围压的不同显示 不同的力学特征 。 围压低 ， 岩 压 力 。 石 的弹性模 量和强度 就相 对较高 ， 围压高 ， 岩石才表 现出与普 通软 ４ ． ２支护对 策措施 岩相似 的特征。 基于此 ， 我们认为 ， 高应力软岩就是在较高应力环境 针对 这个 问题 ， 技 术人员在进行 理论验证 后 ， 决定对 巷道支 护 下存在 的一类特殊岩体 。 采取特殊 的支护措施 ， 具体有 以下几点 ： ４ ． ２ ． １ 强 化锚 杆支 护系统， 选择合理 的锚杆支 护形式 。选择高强 但是值得一提的是 ， 虽然高应力软岩在一定条件 下会 表现出软 高初锚力 、 高阻特性的锚杆 系统， 加强 网梁带 的强度和刚度， 以增 岩 的特征 ， 但事 实上其组成成分 中只有 －ｄ ， 部分 岩石 属于普通意义 度 、 上 的软岩 ， 大多数岩石都是非常坚硬 的。然 而高应力 软岩却表现出 强围岩表面约束能力， 限制围岩变形破坏破碎 区向纵深发展。 ４ ． ２ ． ２ 锚 固剂选用高性能树脂药卷， 采用全长或加长锚 固方式， 实 较为破碎的状态 ， 强度和弹性模量都很低 ， 并且具有很大的流变性 ， 这是 因为在开挖前岩体的周 围环境 是闭合状态 ， 围压 较大。但 是当 现深部高应力软岩 回采巷道厚 壁支 护。 一是采用全长锚 固全螺纹钢 开挖 后 ， 周 围环 境遭受 变化 ， 围压减小 ， 岩 石就开 始呈现 出软岩状 等 强锚 杆， 增加 围岩 自承圈厚度， 实现厚壁支护； 二是进行锚索 加固， 能够深入到深部较稳定 的岩层 中， 锚索对被加 固 态 。通过多次煤矿开采实践经验可 以看 出， 高应 力软岩多处于地表 由于锚索长度较大， 深处 ， 水平应 力要 远远超过其 自重应力 ， 因此才得 以呈 现高应力 状 岩体施加 的预紧力高达 ２ ０ ０ Ｋ Ｎ ， 限制 围岩有害变形的发展， 改善 了围 态。 岩 的受力状态 ， 增加 围岩 自承 圈厚度， 实现厚壁支 护； 三是 改变支护 结构， 在巷道 的两底脚增加斜拉锚杆 。 ２ 高应 力软岩巷道的破坏特征 从上述对高应力软岩的论述 中我们可 以看 出， 若 在高应力软岩 ４ ． ２ ． ３ 减少 围岩 的破坏， 增大 围岩 的强度， 提高 围岩 自承能力 。巷 应采取 良好 的护帮金属格 网里加铺塑料 网， 一方 下进行矿井巷道的开挖 ，就会减小岩石 的围压 ， 极 易使周围的岩石 道帮由于煤体松软， 另一方面服务周期加 形成软岩 。因此在开挖过程中 ， 巷道会表现 出与硬岩巷道完全不一 面可以防治片帮 保证锚杆 的作用充分发挥 ，
浅析软岩矿井巷道掘进顶板支护
浅析软岩矿井巷道掘进顶板支护
软岩矿井在巷道掘进过程中，顶板支护是非常重要的一环，它直接关系到矿井巷道的
稳定性和安全性。
软岩矿井巷道在掘进过程中，常常会遇到顶板掉石、塌方等问题，因此
合理的顶板支护对于整个矿井的安全生产十分重要。
本文将从软岩矿井特点、顶板支护原则、常见顶板支护方式等方面进行分析，以期为矿井巷道顶板支护提供一些参考。
一、软岩矿井特点
软岩矿井常见于沉积盆地和构造破碎带，主要由泥岩、砂岩、页岩等组成，岩层间具
有一定的脆性，抗压强度较低。
矿井巷道在掘进过程中很容易发生顶板掉石、顶板塌方等
现象，从而威胁到矿工的安全。
在软岩矿井巷道掘进过程中，顶板支护显得尤为重要。
二、顶板支护原则
1. 采取综合支护措施
软岩矿井巷道顶板支护应该采取综合支护的措施，包括钢架支护、锚杆支护、喷网支
护等多种形式的支护手段，通过多种手段的组合使用，有效地增强矿井巷道的顶板稳定
性。
2. 选用适宜的支护材料
3. 考虑巷道变形和破坏规律
在进行顶板支护设计时，需要考虑矿井巷道的变形和破坏规律，根据巷道结构、岩层
性质、地应力等因素进行合理的设计，以保证支护效果和矿工的安全。
三、软岩矿井巷道常见顶板支护方式
1. 钢架支护
钢架支护是软岩矿井常见的一种顶板支护方式，它通过设置钢架支撑巷道的顶板，有
效地增强了顶板的稳定性。
钢架支护适用于较宽、较高的巷道，支撑效果好，使用寿命长，是软岩矿井巷道顶板支护的重要手段。
2. 锚杆支护
3. 喷网支护。
软岩巷道支护的探讨
软岩巷道支护的探讨摘要：本文通过对某金属矿山软岩巷道变形的分析，采用联合支护的方式，对控制软岩巷道的变形、底臌取得了较好的效果，确保了井下采矿的正常生产和人员的安全。
关键词：软岩联合支护应用某地下开采的金属矿山，地质条件复杂，矿体上下盘均为凝灰岩、凝灰角砾熔岩，凝灰质含量高，矿岩松软破碎，整体性差，强度低，内聚力、内摩擦角小，顶底板岩石均不稳固。
在开采深度500米的主运输巷道内有近50米巷道布置在凝灰岩里。
由于凝灰岩遇水泥化膨胀，地压大，巷道变形严重、维修频繁，给矿山的生产带来了严重的影响。
通过对巷道变形的原因和原支护型式的分析，采用联合支护的方式，有效的解决了50米巷道变形和频繁维修的问题，保障了井下正常生产和人员行走的安全。
1 软岩巷道变形分析造成巷道变形的原因很多，不单有岩石本身的物理力学性质成份带来的问题，支护施工是否有效也是关键。
主要原因有：1.1围岩应力状态改变。
由于围岩受开挖影响，围岩受到扰动，引起应力重新分布和变形，导致围岩弹性体积应变的变化和围岩的蠕变。
同时，凝灰岩遇水膨胀，内部结构面扩展和张开，改变了围岩中的水文地质条件，水沿张开裂隙渗流，进一步又降低了岩体强度，加剧了软岩的扩容和应变软化，从而使围岩产生较大的收敛位移，顶板下沉、底臌、拱顶起尖和两帮臌出，以及顶底板移近臌出。
变形的进一步发展导致巷道失稳破坏，巷帮张裂和片帮、拱顶剪裂、底臌和冒顶等，破坏最严重的部位多在拱顶和拱墙交界处。
1.2、埋深大、重力场应力特别大。
运输道在埋深500米位置，属深部开采，巷道顶板岩层不仅受到自重的作用，还受到水平应力的作用，部分巷道呈尖顶状挤压破坏说明巷道受水平应力大。
1.3、围岩岩性影响。
50米巷道布置在凝灰岩中，围岩的力学性质、工程特性较差，凝灰岩遇水膨胀，岩体强度低。
1.4、多次返修。
多次返修常使巷道愈修愈坏。
一般巷道经一次返修后压力得以释放，因而修复后的巷道一般较易维护。
而软岩或极软岩巷道治理中，常出现每次修复后支护受力与变形有所减小，但随着时间推移变形压力又迅速增大。
深井软岩巷道支护的应用研究
深井软岩巷道支护的应用研究摘要：本文主要对深井软岩巷道支护特征、施工影响的因素及对策进行了探讨。
关键词：深井；软岩；巷道支护引言随着工业生产对能源需求的不断增加，煤炭采掘作业已由地表浅部向深部转移。
煤矿开采深度的不断增加，井下巷道将处于更高的地应力环境中。
尤其在地质构造复杂的地区，残余构造应力比较大，岩石的力学性质也发生了变化，给煤矿巷道支护及稳定性带来了很大的难度，从而成为制约煤矿企业向深部开采的瓶颈。
一、深井软岩巷道支护特征1、围岩的自稳时间短、来压快所谓的自稳时间，就是在没有支护的情况下，围岩从暴露起到开始失稳而冒落的时间。
软岩巷道的自稳时间仅为几十分钟到几个小时，巷道来压快，要立即支护或超前支护，方能保证巷道围岩不致冒落。
巷道围岩的自稳时间长短主要取决于围岩强度和地压大小，同时也和巷道的断面形状、掘进方法、巷道所处的位置等有关。
2、围岩变形量大、速度快、持续时间长软岩巷道的突出特点就是围岩变形速度快、变形量大、持续时间长。
一般软岩巷道掘进后的第1～2d，变形速度小的为5～10mm/d，大的达50～100mm/d；变形持续时间一般为25～60d，有的长达半年以上仍不能确定。
软岩巷道的围岩变形量，在支护良好的状态下，其均匀变形量一般达到60～100mm以上，大的甚至达300～500mm；如果支护不当，围岩变形量很大，300～1000mm以上的变形量是司空见惯的。
阜矿集团兴阜煤矿-400m水平运输大巷位于泥岩内的运输大巷，在开巷后的100天内，顶底及两帮的移近量分别达到680mm和427mm，一年后达到1200mm和800mm，支护翻修后所产生的附加变形量仍达到300～400mm。
上述特点是软岩巷道最突出的特征。
3、围岩的四周来压、底臌明显在较坚硬的岩层中，围岩对支架的压力主要来自顶板，中硬岩层对支架的压力来自顶板和两帮，但在松软岩层巷道中则四周来压、底臌明显。
松软岩层，由于结构疏松、强度低，很难支撑上覆岩层的重量，围岩在自重地压（γH）的作用下，以垂直变形为主，垂直变形中又以底臌为主。
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。
煤矿井下软岩巷道支护措施研究
煤矿井下软岩巷道支护措施研究摘要】从煤矿开采的实际情况来看，软岩产生的影响是非常大的，开采的安全性、可靠性均难以得到保证，因此说，煤矿企业必须要做好软岩处理的相关工作，尤其是要将软岩巷道支护落实到位。
本文主要针对煤矿井下软岩巷道支护展开深入探析，重点对软岩巷道支护技术进行阐述，以期使得煤矿井下开采工作能够有序展开。
【关键词】软岩；软岩巷道；支护；措施引言：在国内经济发展的进程中，煤炭资源是不可或缺的。
从煤炭开采的现状来看，因为煤炭储量大幅减少，煤矿层深度逐渐变大，这就使得井下作业环境变差，安全难以得到保证，所以说，必须要依据开采的现状选择最为合适的巷道支护技术。
1 软岩的分类在每个国家中，针对软岩概念的界定标准是不同的，这对软岩处理产生的影响是较大的。
直到上世纪 90 年代，这种情况才得到了改变，ISMR 针对软岩予以了清晰的界定，也就是将软岩划分为两类，一是地质软岩，二是工程软岩。
前者指向的是风蚀、水蚀等作用下形成的软岩；后者指向的是外部工程力产生的软岩。
众所周知，工程扰动、残余应力等因素会引起岩体的塑性变形，若想使得软岩巷道得到有效解决，必须要针对工程软岩力学因素展开深入的分析，在此基础上寻找到切实可行的支护措施。
2 软岩的特性（1）对软岩进行分析可知，临界荷载是其固有特性。
从软岩工程力学实验所得结果来看，如果软岩所承受的外部压力并未超过临界载荷的话，那么其内部结构并不会有明显变化，此时岩体能够保持稳定状态，而且力学曲线也呈现出平直状态。
当外部工程压力持续增加时，最终会达到临界荷载，内部预应力也会变得较大，一旦工程压力大于软岩临界荷载的话，那么岩体必然会出现变形。
（2）从临界载荷角度来说，与其相对应的是临界深度这个概念。
软岩特性不同，采用的支护方式有一定区别，通过临界深度能够将软岩塑性变形清晰呈现出来。
如果巷道位置相对较浅的话，那么软化临界深度并不高，此时，软岩并没有显著变形，对软岩巷道展开支护施工时，整个施工并不复杂。
对软岩巷道支护技术的探讨
层作 为辅助支护对 局部起 到支 护和防止风化 的效果 ，再利用悬 吊理 论 精确 计算 出锚 杆参 数 ，这样 就可 以建 立一 个完整 的、合理 的 支护体
系 。 大 松 动 圈 的 围岩 松 动 圈在 １ ０ ｍ 以上 ，属 于 不 稳 定 岩 层 。 这 样 ０ｍ ５
评 论 ・ 划 ・鉴 赏 规
Ｐ ｎ ｌ ｎ ｇ ｉ ｕａｉ ｎ ｈ ｇ ｉ ｇ ｕ ｕ ｈ ａ ｓ ａｎ ｉ
建 筑 与 发 展
ＪａｎＺｈｕＹ ａ Ｚｈ ｉ ｕ Ｆ ａｎ ・ ７ ・ ７
对软岩巷道支护技术的探讨
徐爱武 新疆地矿局第三地质大Biblioteka 新疆 库 尔勒 ８ １０ ４０ ０
设中 比较常 用的 支护技 术进行 了探讨 ， 并分析 了各 自使 用时需要注意的一些施 工要 点。
【 关键词 】 软岩 巷 道
引 言
支护
２１ 喷 在 不 同 围岩 中 的 支 护机 理 ．锚
根据 松 动圈 的大 小 ，可 以把 围岩 分 小松 动 圈 、中松 动圈 、大松 动 圈为 ３个类型 。小松动圈的围岩松动圈在 Ｏ ０ ｍ ￣４ ０ ｍ之间，属于稳 定 岩层 。在这样 的岩层 环境 中，碎胀力 的作用会 使 围岩 收敛 变形较 小 ，
支护方 式是获得 最佳支 护效果 的最理想 的途径 。
１ 杆 支 护 技 术 锚
在 锚杆支 护技 术 中，锚杆 发挥 的作用与 组合 梁或组 合岩拱 类似 。 在实 际应 用中 ，锚 固体本身 的力学特性 是影响它 受力和巷道 位移 的主 要 因素 。通常 情况 下 ，锚 固体 的刚度 越大 ，它 受到 的作用 力 就会 越 大 ，发生巷 道 的位 移就 会越 小 。在锚 杆支 护技 术体 系 中，锚 杆长 度 和 锚 杆密 度共 同决 定 了锚 固体 力学 性 能的好 坏 。锚杆 布置 密度 的越 低 ，在对锚 杆进行加 固时 的难 度就越大 ，很难 形一个 完整 的 自承 能力 的加 固带 体系 ，影 响 了加 固的效 果 。因此 ，在 软岩 巷道 中采 用锚 杆 支 护 时 ，要 比较 准 确 的确定 锚杆 的长度 、 密度 和初 锚力 。
- 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)。
软岩及软岩巷道支护中一些问题的探讨摘要：我国软岩地区矿井分布广泛，随着矿井开采深度的增加，地应力加大，加之地质条件逐渐复杂，软岩巷道支护问题愈趋严重。
本文基于软岩的分类及软岩巷道判定方法，根据软岩巷道变形机制的3大类型，即物化膨胀型，应力扩容型和结构变形型，提出了目前的软岩巷道支护技术中的利用粉煤灰进行壁后充填技术、刚柔层支护技术、刚隙柔层支护技术、超前锚杆支护技术、锚网—锚索耦合支护技术及立体桁架支护技术方案。
关键词：软岩分类巷道支护变形机制技术
1引言
软岩问题从20世纪60年代就作为世界难题被提了出来，特别是软岩巷道支护，历年是巷道工程的难题。
软岩的类型是多种多样的，巷道穿过软岩的类型不同，其支护对象也不同，在软岩巷道支护前判定其支护对象和把握围岩支护难度是非常重要的。
我国有软岩的矿井分布很广，加之矿井开采深度的增加，地应力加大，原来巷道支护不太困难的矿井，也面临支护难的问题，加之地质条件逐渐复杂，软岩巷道支护问题愈趋严重。
软岩巷道支护研究应从工程地质分析岩层特性及其分类入手，弄清其变形力学机制及非线性变化规律，抓住支护技术的关键技术，实施有效的转化及巷道设计优化，取得成功的支护效果，本文基于软岩的分类、分析软岩巷道支护的变形机制，提出软岩巷道支护技术。
2软岩的分类及软岩巷道的判定
2.1 软岩分类
软岩分类是围岩分类的一种特殊情况，由于软岩工程特点和人们认识的软岩的出发点不同，国内外对软岩的分类方法有很多种，主要有以下几种观点。
2.1.1 普氏岩石分级法
最早给岩石进行系统分级的是俄国学者m.m.普罗托尼亚科诺夫于1907年提出来的，简称普氏分级法。
该法用岩石坚固性系数f
来分类围岩，f值等于岩石的单向抗压强度除以10，f也称为普氏系数。
在50～60年代，我国各地下工程部门，包括各类矿山，基本上按坚固性进行岩石分级。
坚固性系数是指岩石间相对的坚固性在数量上的表现，它最重要的性质在于不问是何种抗力，以及这种抗力是如何引起的，而给予岩石相互之间进行比较的可能性。
在普氏岩石分级法将岩石分为x级，其中的第ⅵ和级定为相当软的岩石，我国许多矿山的科技工作者也认同f100﹪为剧烈膨胀性岩石。
2.2 生产中软岩巷道界限的确定
目前对软岩巷道界限确定从以下几个方面判定。
（1）按岩石的坚固程度性判别。
在地质柱状图中，如果巷道穿过的岩层的普氏系数f经过多年来对软岩巷道支护工程实践，结合其变形力学机制，目前我国采用的支护技术有以下几种。
3.1 利用粉煤灰进行壁后充填技术
西安科技大学的黄庆享、余学义教授等，针对白皎煤矿砌碹巷
道开展了研究，指出了巷道破坏的机理是围岩大变形过程中碹体与围岩不均匀接触造成破坏，最后提出了利用粉煤灰进行壁后充填来改善支护结构与围岩接触条件的措施，取得了一定的效果。
这种支护技术是针对已有的砌碹支护的改善。
3.2刚性层（rfl）支护技术
预留刚柔层支护技术是何满潮教授开发的拥有国家发明专利的技术，是利用软岩的特点，在支护体内设置一种刚柔层，使其具有足够的柔度来适应软岩巷道的大变形，在一定时刻具有足够的刚度来限制软岩的破坏变形，使支护体的刚度与围岩的刚度达到基本匹配或完全匹配，以来释放围岩变形能，从而达到支护经济安全的方法。
它特别适用于软岩巷道变形机制中的物化膨胀型，对于具有大变形、大地压、难支护的蒙脱石型软岩巷道的支护，效果很好。
3.3刚隙柔层（rgfl）支护技术
预留刚隙柔层支护技术，是在支护体内设置刚性层和柔性层，两者之间留有一定间隙，成刚性柔层，使其能具有充分的柔度和间隙来适应软岩大变形，又在一定时刻具有充分的限制围岩的有害变形。
它是一种高应力转化最多，围岩强度保护最好的支护技术。
它基本是用于结构变形型的软岩巷道，对于可以喷山混凝土的软岩巷道也可以使用该技术。
3.4 超前锚杆支护技术
超前锚杆支护技术，在节理发育、破碎岩体的巷道施工中，它是一种新兴的支护结构，是解决松软破碎岩石巷道施工的一种值得
推广的方法。
在巷道未开拓前，预先向破碎体内部打入多个锚杆，通过锚杆的锚固作用，让自身形成了一个有一定强度和刚度的块体（梁），使块体内部的破碎岩层不产生或产生较小的离层，防止了破碎岩体的风化和开裂扩展，使整个块体自身达到稳定状态；再让破碎岩石块体通过超前锚杆锚固力作用与直接顶或老顶形成一个整体，从而发挥了增强岩体自承能力，达到支护的目的，其作用是对开挖面前方的围岩进行预先加固补强，从而防止围岩在开挖后坍塌。
在实际应用中，采用超前锚杆支护技术能顺利通过松散、破碎带或土砂质地层，可以用于软岩巷道变形力学机制中的物化膨胀型和应力扩容型复合机制。
3.5 锚网—锚索耦合的二次支护技术
软岩巷道具有大变形、大地压、难支护的特点。
根据软岩巷道的特性，巷道支护一般需分次进行。
锚网—锚索耦合支护技术，是在在巷道开挖，围岩暴露后，立即进行一次支护，及时封闭围岩，使围岩尽可能减少其强度损失，防止有害的松散状态发生，然后在巷道围岩剧烈变形阶段结束或临近结束的时间段里，在关键部位施加锚索进行二次支护，能够在充分释放围岩变形能的基础上，实现锚索与锚网和围岩之间的最佳时空耦合。
该支护技术适用于软岩变形机制转化后的应力扩容型。
3.6立体桁架支护
立体桁架支护技术是针对高度集中的硐室交叉部位，而采取的整体性、高强度支护，具有把支护体抗弯、抗扭的部位，通过设计
优化为抗拉、抗压或抗剪的性能。
在该支护设计中，必须将骨架和混凝土刚度设计的耦合匹配，既要注意强度设计，也十分重视刚度设计。
研究表明，在大断面的煤巷施工中，在高强度的顶板支护下，层间的滑动易导致横向抗力增大，是巷道失稳的主要原因；采用短节工字钢托梁作为拉杆和锚索形成立体桁架支护，能够有效提高顶板和墙体的承压能力和整体性，软岩巷道变形机制中的应力扩容型可以采用该支护技术。
软岩巷道围岩并非具有单一的变形力学机制，而是同时具有多种变形力学机制即复合型变形机制，因此，要想有效地进行软岩巷道支护，单一的支护方法是难以奏效的，必须采取结合一定的优化设计技术，再把以上六种支护技术联合起来支护的方法。
4 结语
本文基于软岩的基本和了软岩巷道类型的判别方法，结合软岩巷道变形机制的类型，提出目前常用的支护技术。
参考文献：
[1]何满潮.软岩的概念、分类及支护对策[j].峰煤科技，1992
[2]董方庭.“巷道围岩松动圈理论”[j]，《煤炭学报》1994年第一期
[3]薛顺勋，聂光国，姜光杰，刘银志，周显台.软岩巷道支护技术指南[m].北京：煤炭工业出版社，2001
[4]何满潮，景海涛，孙晓明.软岩工程力学[m].北京：科学出版社，2005。