软岩回采巷道锚网索耦合支护特征分析
软岩巷道破坏机理分析及双锚联合支护技术
Science &Technology Vision科技视界3101工作面轨道顺槽,正常条件下顶板为坚硬的岩浆岩,硬度系数f=11,煤层厚度1.4~3.1m。
巷道设计荒宽×荒高=4.2×3.2m,净宽×净高=4.0×3.1m,施工至T19点前30m 处时,顶板出现淋水,岩浆岩硬度遇水发生变化,岩浆岩破碎、变软,发生片帮,锚杆、锚索孔内细小岩浆岩颗粒随水流冲出。
根据现场打注锚索发现,6米范围内岩性均为遇水易变软的岩浆岩,至8m 时见粉砂岩,强度略低于岩浆岩。
根据顶板离层测试仪的观测记录,发现顶板在一天内下沉量达到5mm,通过测中线发现右帮移近6mm,原有的支护方式已不能有效的控制顶板及两帮。
1破坏机理分析1.1重力应力场压力大3101轨道顺槽垂深为-595m,地压作用在支护结构上的载荷大,超过支护结构屈服强度后,造成巷道支护结构的破坏。
1.2围岩力学性能较差巷道顶板为变质岩浆岩,普氏硬度系数f=2~4,硬度较小,且层理发育,风化速度快,自稳性差,使巷道来压时间间隔较短,不能满足掘进施工的安全需要。
1.3水的因素巷道顶板有淋水现象,水的浸蚀使顶板岩石软化、膨胀,巷道收缩现象明显。
1.4支护方式选择不当围岩应力超过传统锚网支护的强度,巷道断面变化较快,单根锚杆锚固端为软岩,锚固力不足,预紧力较低,起不到维护巷道的目的。
2支护设计2.13101轨道顺槽过软岩段煤层顶板情况3101轨道顺槽揭露煤层厚度为1.4m~3.1m,通过巷道揭露和打顶板孔得知,煤层顶板是岩浆岩、粉砂岩,通过打注锚索发现煤层顶板8m 位置处存在一处软弱夹层。
2.2原有的支护方案顶板支护方式为锚网索支护,顶板锚索间排距为1.8×2.7m,锚索采用Φ17.8×6.3m 钢绞线,锚杆间排距为800×900mm,锚杆采用Φ20×2400mm 左旋无纵筋高强预应力锚杆,金属网采用Φ6金属焊接网,1400×1000mm;帮部支护方式为锚网(双层)索+w 钢带支护,锚杆间排距为700×900mm,锚杆采用Φ20×2400mm 等强锚杆,w 钢带为wx135-3.0型。
煤矿软岩巷道耦合支护研究
塑ｆ 生 软化区范围可 由下式确定：
， — — 一
１ Ｋｖ一１
Ｔ 一。
｛ 【 Ｉ 卫 ＝ ２ ｌ （ １ ） ｐ ＋ ２ ｃ ｘ ＃ ｇ ￣ Ｊ
其中 Ｋ ｐ ＝ ， 煤矿软岩巷道工程是 岩 工程的—个主要组成者 Ｂ 分。 软岩是指含 消松 、 式 中： 盯。 一岩石强度 ， Ｍｐ ａ ； Ｃ 一 岩石 内聚力 ， ＭＰ ａ ； 一岩石峰值 散、软、弱的有大量膨张『 生 土 矿物产生显著塑 陛变形和流变的工程软 内摩擦角 Ｏ ； Ｐ ｏ －巷道 围岩应力 ， Ｋ Ｎ ／ ｍ ； ｐ 一使 围岩不出现软性软化 岩， 这种岩体的强度低、 孔隙度大、 铰接程度差。 在该类岩层掘进巷道比 的最小 支撑力 ， ｋ Ｎ ／ ｍ ￣ ； ｐ ＝ ｐ ； 盯 巷道 围岩 的软 化临界 载荷 ， 较容易， 然而维护极其困难。 由于软岩巷道工程所处的复杂工程地质条 ｋ Ｎ／ ｍ 。 件， 其支护问题一直是 困扰我国煤炭生产的—个主要问题 。 锚杆排距间距确定 ， 锚杆按等距排列即间距等于排距。 １ 软岩 巷道 支护 原理 锚索二次耦合设计， 锚索长度确定 ： 由于本构关系的不同，软岩巷道支护原理和硬岩巷道支护原理 Ｌ ａ ： ｌ ＋ ｌ 不同， 软岩巷道允许出现塑性圈， 使其巨大的塑性能释放出来 ， 从而大 式中 Ｌ 锚索长度， Ｉ ｎ ； ｋ。 一锚索外露长度 ，一般取 ０ ． ３ ｍ， ｍ； Ｌ 幅度 的降低变形能、 减少应力集中、 改善围岩的承载状态 ， 同时处于塑 锚索有效长度 ， ｍ； Ｌ ＿ ＝ 锚索锚固长度 ， 一般 １ ． ０ — ２ ． ０ ｍ， ｍ； 性状态的巷道 围岩 自身仍然具有一定的承载能力。 对于软岩工程的塑 性圈不一定是松动圈 ，而我们的任务就是寻找—个最佳的塑性厚度， 锚索间排距确定 ， 锚索间排距根据锚杆失效时 ， 锚索所承受的岩 即寻找不失去塑性承载能力的塑 ｌ 生圈厚度。 层重量确定。每排布置一根锚索， 其排距为 ２ 耦合理论 Ｓ 一 ！ ！ 耦合支护基本要求是指支护体与巷道围岩在强度 、刚度及结构 ４ ａ ２ ｋ 上都要实现耦合。 指巷道围岩要实现的强度耦合是指由于巷道 围岩本 Ｉ 盯。 Ｉ 一 单根锚索的极限破坏力， ｋ Ｎ 身就具有巨大的变形能 ， 一味采用高强度的支护方式不可以有效 的阻 Ｋ 一 安全系数 止围岩变形， 因而也就不能达到成功维护巷道稳定ｆ 生 的 目的。 所以， 应 耦合叁数的确定。为使锚索支护和锚杆支护达到相互耦合的作 该在不破坏围岩本承载强度 的基础上 ， 能够释放围岩的变形能 ， 实现 用 ， 注意各时空条件下预应力叁数的变化至关重要。 —般 ， 在迎头时是 强度耦合， 再实施支护。 锚杆没计值的 ０ ． ８ 倍 ；在掘进机后实施时是锚杆载荷值的 １ ． ０ ～ １ ． ３ 倍 所谓刚度耦合是指巷道 围岩 的破环主要是变形不协调而引起
煤矿巷道软岩工程的特点及其支护技术
煤矿巷道软岩工程的特点及其支护技术摘要:近年来,随着煤矿开采深度的增加,许多原来软岩很少的矿区,矿区深部巷道工程均呈现出软岩工程特征。
本文首先简要介绍了煤矿巷道软岩工程的特点,然后介绍了煤矿软岩工程联合支护技术在,最后谈谈锚注技术在开滦东欢坨矿的应用情况。
关键词:软岩工程支护技术煤矿软岩工程支护是当前煤矿安全重要问题之一,软岩引起的矿山井巷的破坏现象非常普遍,严重影响着煤矿生产安全、效率及效益的提高。
软岩工程的稳定与支护技术密不可分,目前矿山软岩巷道已由过去单一的支护形式,逐步发展为各种多次支护和联合支护形式1 煤矿巷道软岩工程的特点地下工程是在岩石或者土体中开挖构筑的结构,所处的环境和受力条件与地面工程有很大不同,因此沿用地面工程的设计理论和方法来解决地下工程问题,显然不能正确地处理地下工程中出现的各种力学现象,当然也不可能由此作出合理的支护设计。
与地面工程相比,地下工程在很多方面具有完全不同的受力特点。
由于煤炭资源开发的不可选择性,随着对煤炭大面积的开采,不断地破坏地应力的平衡状态,同时由于煤系地层的赋存条件、沉积环境以及地质构造等的影响,煤矿软岩问题不可避免。
煤矿的开采深度目前多在500～600 m,超过1000 mm的矿井也越来越多,有些矿井在浅部开采时软岩问题并不明显,但是到深部以后,地应力大、动压作用明显。
煤矿软岩组分中含有大量的膨胀性矿物,围岩软,岩石强度低,易风干脱水而产生塑性流变,尤其易遇水变形、崩解、膨胀。
隧道工程一般服务年限可达百年以上,而煤矿不同用途的巷道与硐室,其服务年限不同,但通常要短于隧道工程,软岩巷道有明显的时限性。
2 煤矿软岩工程联合支护技术在软岩巷道支护方面,由过去单一的被动支护形式逐步发展形成了各种系列支护技术。
如锚喷、锚网喷、锚喷网架、锚喷网架注系列技术,U型钢支护系列技术,注浆加固和预应力锚索支护系列技术,这些技术中的一个突出的特点就是联合支护技术的开发与应用。
软岩巷道锚网支护的研究
摘 要 通 过对软 岩 的性质 特点 、 岩巷 道稳 定性 、 软 影响 软岩巷 道 围岩与锚 网支架 变形的主要 因 素 、 岩巷 道的 支护原理 和 变形特 点 、 道 的锚 网支护 方案 、 网索耦 合 支护施 工要 求 、 网支护 失效 软 巷 锚 锚
题， 主要表 现为 ：
ａ ）软 岩 的物 理 力 学 属性 。软 岩 的力 学 属 性 ， 表 现为 可塑性 、 膨胀 性 、 解性 、 崩 流变 性和 易扰动性 等特
点 。ｂ ）软岩 的 工程 特 性 。软 岩 有 两 个 工程 特 性 ： 软 岩临 界载荷 和软 化临界 深度 ， 它揭 示 了软 岩 的相 对性 实质 。
＜２ ａ的岩层 或 ／ ） ０ ＭＰ （ ＜２的岩层 。 式中：
一
应 力等 ） 的影 响 。受影 响 时 ， 围岩应力 成倍急 剧增 长 ， 巷 道变形 非常 大 ， 支护 ， 不及 时控 制 ， 道很快 被 难 如 巷 破 坏 。在 地下工 程 中 ， 巷道 开挖将 导致 围岩发 生卸 荷 回弹和应 力重新 分布 ， 产生 应力集 中。特别是 对 于软 岩 巷道 ， 挖使 围岩 原 有应 力 平 衡 遭破 坏 ， 开 同时 又 因
自身 强度低 ， 最终 导致 变形破 坏 ， 去稳 定性 。此 时 ， 失 巷道 采用传 统 的支护方 式一 工字 钢或 Ｕ 型 钢可 缩 支
单 轴抗压 强度 ；
ｒ 岩石 容重 ； 一
一
深度 。
２ ）性 质 。
架支 护 已无 法有效 控制 巷道 围岩变 形 ， 存在 较多 问 且
① 作 者 简 介 ： 宇 峰 冯
软岩 临界 荷 载 ： 软岩 的蠕 变试 验 表 明 ， 当所 施加
高应力软岩回采巷道锚杆(索)耦合支护技术研究的开题报告
高应力软岩回采巷道锚杆（索）耦合支护技术研究的开题报告一、选题背景及意义随着城市建设和矿业开采的不断推进，越来越多的地下空间得到了开发和利用。
然而，在地下空间中，软岩地层是非常常见的一种地质条件，其强度和稳定性都比较差，因此在软岩地层中进行工程建设或矿业开采时面临着巨大的工程安全风险。
针对软岩地层中存在的稳定性和安全性问题，目前已经提出了许多支护方案，其中锚杆（索）耦合支护技术是比较有效的一种方法。
该技术通过锚杆（索）的预应力作用，将围岩与锚杆（索）相耦合形成一个整体，使得围岩得到了更好的支撑和加固，从而提高了围岩的强度和稳定性。
因此，锚杆（索）耦合支护技术在软岩地层中的应用前景广阔。
然而，目前该技术的应用研究还比较有限，特别是在高应力条件下的应用研究还很少。
因此，开展高应力软岩回采巷道锚杆（索）耦合支护技术的研究，对于完善该技术的支护理论和实际应用具有重要意义。
二、研究目标本研究的主要目标是针对高应力软岩地层中的回采巷道进行锚杆（索）耦合支护技术的研究，具体包括以下几个方面：1. 确定高应力软岩地层中锚杆（索）耦合支护的最佳参数。
2. 分析锚杆（索）预应力对围岩的支撑作用，并探讨其作用原理。
3. 进行现场试验和数值模拟，探讨锚杆（索）耦合支护在高应力软岩地层中的适用性和支护效果。
三、研究内容本研究的主要内容如下：1. 研究高应力软岩地层的特点和回采巷道的工程背景，分析该地层的稳定性和安全性问题。
2. 总结已有的锚杆（索）耦合支护技术研究成果，深入探讨该技术在高应力软岩地层中的应用特点和适用范围。
3. 确定高应力软岩地层中锚杆（索）耦合支护的最佳参数，包括锚杆（索）的长度、直径、预应力大小等。
4. 分析锚杆（索）预应力对围岩的支撑作用，并探讨其作用原理。
5. 进行现场试验和数值模拟，探讨锚杆（索）耦合支护在高应力软岩地层中的适用性和支护效果。
6. 对现场试验和数值模拟的结果进行分析和总结，验证锚杆（索）耦合支护技术在高应力软岩地层中的可行性和优越性。
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。
锚网索支护在软岩巷道中的应用_胡光华
第7期山西焦煤科技No．72012年7月Shanxi Coking Coal Science ＆Technology Jul．2012·技术经验·收稿日期：2012－05－09作者简介：胡光华（1975—），男，湖南桃源人，2011年毕业于太原理工大学，助理工程师，主要从事煤矿安全生产管理方面的研究（E －mail ）403177894@qq．com锚网索支护在软岩巷道中的应用胡光华（霍州煤电集团有限责任公司生产技术部，山西霍州031400）摘要针对软岩巷道返修率高和支护难的问题，提出了采用锚网索支护的机理和设计方法，并用FLAC 软件模拟验证支护设计的有效性，在支护施工过程中加强对支护质量的控制采取了针对性的技术措施，巷道支护监测数据显示，围岩的变形得到了有效控制，在工程应用中取得了显著的技术经济效果。
关键词软岩；参数；锚网索支护；矿压监测中图分类号：TD353文献标识码：A文章编号：1672－0652（2012）07－0009－04辛置煤矿地质条件复杂，煤层顶底板松软，巷道破坏严重，支护越来越困难，返修率较高，维护费用较大。
二采区掘进的4#煤层（沿煤层）区段巷，以前主要采用棚式支护，曾连续返修7次，严重影响了正常生产，亟需采用一种新的更有效的支护方式来支护巷道，保证生产的正常进行。
锚杆支护作为一种有效的支护方式在回采巷道支护方面得到了广泛的应用，通过围岩内部的杆体，改变了围岩本身的力学状态，提高了围岩的强度，从而在巷道周围形成了一个完整稳定的承载力，与围岩共同作用，支护效果良好，必要时再辅助锚索支护，对围岩进行补强，因此，可以应用于软岩巷道的支护。
1锚网索支护设计1．1工程概况辛置煤矿二采区位于斜井西翼，上至－50标高，下至－120标高，西至斜井向斜轴，东至斜井煤柱线，全区平均走向长550m ，倾斜长260m 。
本区4#煤层煤质松软破碎，煤层顶底板松软，节理发育明显，煤层中含2 4层镜状夹石，夹石厚度不均，且变化较大。
软岩回采巷道支护设计
软岩回采巷道支护设计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，对到清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。
标签：松软岩；锚杆；巷道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做法是难以奏效的；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）进行围岩变形量测量，准确地掌握围岩变形的活动状态，根据测量结果进行反馈，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；4）肃立综合治理、联合支护、长期监控的支护思想体系。
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工具而已。
然而，现在岩石力学揭示，岩石破裂后具有残余强度，松动破碎围岩仍具有相当高的承载能力，围岩既是支护压力的根源，又是抵抗平衡原岩应力的承载体，而且是主要的承载结构体。
支护的作用在于维护和提高松动围岩的残余强度，充分发挥围岩的承载能力。
因而，在松软岩巷道支护中，要遵循以下几方面原则：1）维护和保持围岩的残余强度原则。
软岩巷道锚注耦合支护技术研究
2011年第1期doi:10.3969/j.issn.1672-9943.2011.01.029能源技术与管理软岩巷道锚注耦合支护技术研究刘瑜，孙传军（安徽恒源煤电公司祁东煤矿，安徽宿州234000）［摘要］软弱巷道围岩的松动范围大，岩体强度低，要保持巷道的稳定和满足正常生产，必须采用合理可行的支护对策和支护方案以适应和改善各种围岩特性，以取得技术上可行、经济上合理的支护效果。
在分析软岩巷道变形破坏特性的基础上，分析了三维协控耦合支护对软岩巷道支护的适应性，应用三维协控耦合支护理论，设计出三维协控耦合支护方案及施工工艺，在实际工程中取得了较好效果。
［关键词］软岩巷道；支护对策；三维协控；耦合支护［中图分类号］TD353［文献标识码］B［文章编号］1672-9943(2011)01-0076-031概述巷道开挖过程也是围岩应力调整过程，应力调整大小与巷道赋存条件、巷道断面形状、断面大小、岩性及施工工艺有关。
其中，不可改变、无选择余地的因素反而对巷道的稳定性影响巨大，特别是围岩特性。
要保持巷道的稳定和满足正常生产，必须采用合理可行的支护对策和支护方案以适应和改善各种围岩特性，以取得技术上可行、经济上合理的效果。
对于软弱岩层具有膨胀、流变等特性，且胶结程度差，目前采用的支护对策是主动联合、主被动联合支护，应用广泛有效的支护模式是“锚网梁索+锚注”、“U型棚+锚索+锚注”。
锚注的主要作用是后路加固，其优点主要表现在两个方面［1］：一是能将软岩原生裂隙及次生裂隙充填起来，使影响范围内松动破碎围岩形成次生承载圈；二是在浆液充分发挥作用之前能起到锚杆再次组合、悬吊裂隙围岩，阻止影响范围内的围岩继续变形，甚至进入残余应力阶段。
2注浆加固机理软弱巷道围岩的松动范围大，岩体强度低，锚杆在掘进期及掘进影响早期，由于围岩未充分破碎，锚杆可以起到组合加固作用，锚索起到良好的悬吊作用，到了掘进影响中期、流变期，由于围岩裂隙充分发育、变形进一步增大，超过锚杆的应变、应力范围，锚杆的组合加固作用将进一步减弱，锚杆形成的组合加固层的自撑能力逐步降低，此时，锚索的悬吊荷载逐步增大，如果不采用后路加固措施，软岩巷道将持续变形，造成断面变形过大、喷层开裂、局部冒顶等不利于巷道稳定的现象［2-4］。
锚网索支护技术在软泥岩巷道支护中的应用
锚网索支护技术在软泥岩巷道支护中的应用摘要：深井大倾角泥岩巷是地压大围岩变形剧烈的一类极难维护的巷道。
分析该类巷道围岩的层状赋存特点及软弱破碎条件, 提出锚杆锚索联合支护以提高巷道围岩的自承能力,减小围岩的变形的支护原理, 并研究了合理的锚杆支护技术和帮顶锚固方式, 包括顶板锚联网索支护、两帮全螺纹等强锚杆支护与临时支护技术。
关键词：深井;软岩巷道;锚杆锚索;原理；工艺深井大倾角泥岩巷围岩为非均质层状赋存, 在高地应力作用下表现为强烈的两帮移近和片帮, 同时在高压情况下，顶板管理难度加大，易掉顶，两帮与顶板较一般软岩巷道破坏更加严重, 同时层状顶板易发生离层冒落, 因此该类巷道不仅在采掘影响期间围岩急剧变形, 而且在应力分布趋向稳定后仍保持快速流变, 围岩累计变形量常以米计, 巷道维护十分困难。
1深井大倾角泥岩支护的方式分析非封闭式支架对顶板冒落的安全防范性能较好, 为目前的主要支护形式, 但由于支护阻力普遍较低, 且常常不能及时起作用, 不仅巷道支护成本高, 而且维护周期短、效果差。
单一的端部锚固锚杆支护, 在松软围岩中锚固力低, 锚固质量不可靠, 锚杆支护阻力不够, 不仅支护效果不好, 而且可能发生顶板垮落, 给安全生产带来隐患,因此极少采用。
锚杆、网、锚索的联合支护是把锚杆、锚索支护材料埋入岩层内,使锚杆、锚索与围岩紧密结合在一起,提高巷道围岩的自承能力,减小围岩的变形,从而达到巷道稳定的目的，特别适合软岩巷道。
2深井大倾角泥岩巷支护原理2.1锚杆支护的作用机理有悬吊作用、组合梁作用、加固拱作用、围岩补强作用和减小跨度作用等。
(1)悬吊作用在层状岩层中，锚杆将下部不稳定的岩层悬吊在上部稳固的岩层上。
锚杆所受的拉力来自被悬吊的岩层重量。
(2)组合梁作用在没有稳固岩层的薄层状岩层中，通过锚杆的预拉应力，将视为组合梁的各薄岩层挤紧，提高其自承能力。
决定组合梁稳定性的主要因素是锚杆的预拉应力及杆体强度和岩层性质。
深部软岩巷道锚喷网索耦合支护技术应用实践
深部软岩巷道锚喷网索耦合支护技术应用实践摘要：随着矿井开采深度的不断增加，深部软岩巷道支护的问题日趋严重。
本文通过现场监测分析了巷道变形破坏的原因，并利用软岩巷道锚喷网耦合支护技术对初始设计进行修改，有效地控制了巷道的变形，达到了预期的目的。
关键词：软岩巷道；锚喷网索；耦合支护锚杆支护技术已在软岩巷道支护中得到了广泛的应用，而许多软岩巷道的锚杆支护设计都是凭借经验或工程类比法来完成的，一味地强调支护体的强度、刚度，忽略了软岩本身具有较大塑性变形的特点，从而盲目施工，造成巷道支护效果不理想，甚至由于巷道局部出现的塑性大变形得不到有效控制，致使巷道由局部破坏发展成整个巷道失稳。
锚喷网索耦合支护技术充分地注意到了软岩巷道围岩本身具有的剧大变形能，并通过支护体与围岩相互作用，实现支护一体化、荷载均匀化，及时限制围岩由于塑性大变形产生不协调部位，实现巷道的稳定。
１地质概况与巷道初始设计１.1地质概况徐州矿务集团义安煤矿东三七煤运输下山巷道埋深850ｍ，按-17o坡度以220o方位穿层施工，由于巷道埋深大，已超过软化临界深度，巷道围岩呈现出大变形、大地压、难支护的现象；加之受断层构造带的影响，巷道围岩十分破碎，其岩性为灰色泥岩，巷道开挖后泥岩吸附工程用水及空气中的水分，产生较大的塑性变形。
1.2 巷道初始设计巷道初始设计采用工程类比法，支护方式为直墙半圆拱形锚喷网索支护方式，其主要技术参数如下：①巷道支护规格（宽×高）为：3.４m×2.８m，全断面每排共布置1１根锚杆，锚杆选用直径２０mm,长2000mm的左旋无纵筋螺纹钢等强锚杆，间排距为700mm×800mm，每根锚杆使用2卷Z2335型树脂锚固剂进行端头锚固，设计锚固力不低80KN，铁托盘规格为：120mm×120mm×10mm。
②钢筋梯规格：净长3.0m，由直径12mm的圆钢加工而成；金属网采用电焊平网，规格：网片尺寸２.4×1.0m2，网孔尺寸50×50mm2 。
大断面软岩巷道锚网索耦合支护技术研究
ｄ ｅ０３６ ／ｉ ｎ１ ７ — ９ ３２ ００ ．３ ｏ １．９ ９ｊｓ ．６ ２ ９ ４ ０１．３０ ２ ．ｓ
能 源 技 术 与 管 理
２１ ０ ０年第 ３ 期
大 断面 袄 岩巷 遭 锚网 察耦合 文 护 孜 术研 究
张 志伟 ， 小军 何
（ 新郑煤电有限责任公司 赵家寨煤矿 ， 河南 新郑 ４ １ ５ １ ０） ５
岩性 较差 ， 从巷 道迎头 揭露 的围岩 岩性看 ， 无论砂
质泥岩或泥岩其层理 、 节理均较为发育 ， 由于岩体 中大量结构面的存在 ，使得泥质岩体 的强度大幅 度降低 ， 在高应力作用下很容易变形 、 失稳 。②支 护措施缺乏针对性，支护体的支护性能难 以充分
发挥 。尽管 近年来 锚杆 支护理 论及技 术得 到深人 研究 和发展 ，锚 杆支护 以其在 改善 围岩体 受力状
况 ，提高围岩体强度和发挥围岩 自承载能力方面
的优 势得 到了广泛 应用 。然而 软岩支 护 问题较 为 突出的郑州矿区的大量工程实践表明：当前锚杆
面， 避免矿井生产期间进行修复而影响正常生产 ，
迫切 需要针 对西 大巷大 断面泥 质软岩 技术对巷道围岩赋存条件依赖性依然较高 ， 在节理裂隙极为发育的破碎软岩巷道中，锚杆支
２ １ 第 ３期 ００年
张志 伟 ， 等
大 断 面软岩 巷道 锚 网索耦 合支 护技 术研 究
７ ９
载 能力 又受 两帮 梁结构 制 约 ，一旦 两 帮梁结 构 产
杆 孔使 用 ２支 Ｋ ３ ０树 脂 锚 固剂 ， 论锚 固长度 ２５ 理 约 １ ６ｍ， ． 两帮 底 角锚 杆 向下 扎角 １。 辅 助 控制 ７ ０， 巷 道底鼓 ， 杆预 紧力 矩应 不小 于 ３ ０ＮＩ： 锚 ０ ． ｎ
回采巷道锚网索支护方案
回采巷道锚网索支护方案Xxx矿井120802轨道顺槽，巷道处在8煤顶板砂质泥岩层位中，该工作面北侧有120801采空区，东、西、南三面煤层均为未采区，工作面上方为121101工作面采空区。
一、巷道掘进期间，存在以下支护问题1、巷道变形量大。
顶板离层量较小为20mm-60mm。
巷道两帮移近量达到300-600mm；顶底板移近（鼓底）量较大300mm-500mm。
2、自稳时间短，初期变形率大。
巷道掘进的第1～2d，变形速度少的5～10mm/d，多的达50～100mm/d。
动压作用时还会影响自稳时间。
3、围岩的四周来压，巷道变形。
4、巷道变形的非对称性。
巷道高帮变形比低帮变形大，沿空侧比实体侧大；巷道两帮移近速度大于顶板下沉速度。
5、对外界扰动的敏感性。
预计巷道一旦受到采动影响时，围岩破坏速度急剧增快、破坏更加严重、破坏区域加大。
二、回采巷道锚网索支护的建议1、强化锚杆支护系统，选择合理的锚杆支护形式。
受煤层倾角影响，当巷道两帮的高差超过700mm时，巷道顶板锚杆应根据顶板的斜长适当增加锚杆根数，巷道两帮锚杆应采用不对称布置，较高的一帮应提高支护等级。
沿空帮部应加长锚杆长度，缩小间排距，锚杆规锚杆规格为M25mm×2800mm，间距650mm，排距700mm，配合M5钢带。
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等强锚杆，增加围岩自承圈厚度，实现厚壁支护；锚固剂改为中速、慢速树脂药卷，长度可以改为70mm-80mm加长锚固，同时方便现场施工。
3、锚索加固，由于锚索长度较大，施工中较为费时，影响进度，8煤顶板稳定，8煤向上老顶为砂岩，在正顶可使用长度6m或7m锚索，肩窝使用8m，帮部使用9m。
锚索加钢带，进行井字型布置，提高支护质量。
顶板破碎处，可进行单独补打锚索加强支护。
4、减少围岩的破坏，增大围岩的强度，提高围岩自承能力。
软岩巷道的锚网索喷注联合支护技术
软岩巷道的锚网索喷注联合支护技术分析了软岩巷硐稳定性影响的因素，总结了软岩巷道的支护治理原则。
并结合现场实际提出了具有针对性的以“锚、喷、网”支护为主、以锚索、注浆支护为辅的支护方案，通过现场仪器试验，证明支护效果较理想。
标签：软岩巷道二次支护锚喷支护1 概述对软岩巷硐进行维护在煤矿生产建设中一直没有得到有效的解决，困扰着煤矿的生产。
在软岩巷道施工中，由于围岩变形量比较大，在一定程度上影响了其稳定性，同时增加了施工的难度，并且巷道屡遭破坏，导致维修的次数大大增加，并且需要对其进行多重维护，严重影响矿井的正常生产和安全运行。
由于煤矿的实际生产条件存在差异，使得国内外无法形成统一的支护方法。
为了取得良好的支护效果，只有对其力学原理进行具体分析，采用科学合理的支护措施。
我矿井为垂深210m的斜井，泥岩及砂质泥岩共同构成斜井所处的岩层结构，对于该岩层机构来说，其泥岩的特点是：裂隙多，层理复杂，易风化，低强度，并且遇风风化、遇水膨胀，泥化现象比较严重。
在对井巷进行施工的过程中，对巷道进行维护难度较大，尤其是部分巷道已经发生严重的变形，在一定程度上对其进行多次修复，但是仍难以确保其稳定。
2 巷硐变形原因导致巷道发生严重变形的原因主要表现在：首先，巷道断面较大，层理较多，并且应力分布不均；其次，构成巷硐围岩的泥岩和砂质泥，岩层强度低，完整性差。
另外，掘进后处于稳定期的巷硐，在一定程度上发生着持续蠕变；巷硐两帮的较大变形及底板鼓起直接影响巷硐围岩的整体稳定性，这些因素在一定程度上，导致难以对巷硐进行围护。
3 巷硐治理支护技术3.1 巷硐治理的控制原则①预留断面，二次支护，对围岩、帮角等进行固结和加固。
②在掘进巷硐过程中，产生集中应力，围岩强烈变形，通过“锚、喷、网”支护体系对围岩变形进行控制，需要进行复喷处理。
③对围岩进行预应力锚索支护和注浆加固，避免巷硐掘出后稳定期间出现较大的、长时间的蠕变。
④对帮、底进行加固处理，是确保巷道两帮整体稳定性的重点，受巷道帮、底变形的影响和制约，通过用倾斜锚杆和倾斜锚索对巷道底角进行加固，同时对两帮、底角和底板通过高效速凝材料进行注浆加固处理。
锚网索耦合支护技术在深部磷矿软岩巷道的应用
西部探矿工程
１７ ２
锚 网索耦 合 支 护 技 术在 深 部 磷 矿 软岩 巷道 的应 用
程 宏
（ 河北 省 矾 山磷矿 ， 河北 张家 口 ０ ５ ４ ） ７ ６ １
摘 要： 河北省矾 山磷矿 ４９ １ｍ水平大巷埋深超过 ３ ０ 且受到工作 面回采的扰动 ， ５ｍ， 巷道支护非常困 难 。通过 对 该矿 工程地 质调 查 与分析 ， 确定 了矿 ４ ９ 水平 大巷 的破 坏 原 因， 究 了深部 软 岩巷 道 的 １ｍ 研 变形破坏机理 ， 确定了该巷道的复合型变形力学机制 ， 并结合数值模拟结果， 出了锚 网索耦合 支护 提 方案 。应用结果表明： 该方案可以充分发挥锚 网索的耦合支护作 用， 有效控制巷道 变形， 为矿 井的安
喷层开裂脱落 ， 锚网出露 ， 蠕变变形趋势明显。 （） ３楔体 冒落 。在 断层 带 附 近 ， 由于巷 道 顶 板受 几 组节理切割形成楔体 冒落 ， 或出现台阶状变形现象 。 ２ ３ 巷道变 形破坏 机理 分析 ． 根据 现场 调研 、 内试 验 、 场测试 及理论 分析 ， 室 现 巷 道 变形 破坏 的机理 主要有 以下几 个方 面 ：
实 例 ， 用 锚 网索耦 合 支 护设 计 思 想 ， 软 岩 巷道 变 形 运 从
１ ３ 工 程岩体 特性 ．
从巷 道初期 掘进 揭露 岩性来 看 ， 石 的节理裂 隙较 岩
发育 ， 节理面成不规则 的 Ｘ形分布， 节理面的平面距离
在 ０８ ｍ 之 间 ， 向的深度 在 ０ ８ ｌ 之 间 。节 理 ． ～２ 纵 ．～ ｍ
巷道局部围岩破碎 、 层理发育。所掘进区域地质构造较 为简单 ， 局部发育有小断层或挤压破碎带 ， 延伸较短。
深部大倾角软岩煤巷锚网支护失效分析及优化
深部大倾角软岩煤巷锚网支护失效分析及优化摘要：对深部软岩进行开采时，煤巷锚网支护起到了十分关键的作用，但随着开采深度的不断加大，煤巷锚网支护的效果逐渐变差。
为了对深部软岩煤巷支护效果进行改善，必须对深部大倾角软岩煤巷锚网支护失效的原因进行分析，并采取一定的优化措施，提高围岩控制效果。
关键词：深部；大倾角软岩；煤巷锚网支护0 引言我国软岩资源十分丰富，最近几年的开采十分迅速，开采技术也得到了很大的提升。
深部软岩开采的难度较大，采用煤巷锚网支护可以有效降低开采的难度，提高软岩开采的效率。
但是，由于众多因素的影响，煤巷锚网支护经常出现失效的状况，影响了开采效果，必须对其进行全面的优化。
1 软岩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。
抗压、抗剪切强度低，成岩胶粘程度差，受到构造力的影响，层理、节理发育，容易风化、破碎或含有易膨胀性物质，对井巷支护影响大的岩石称为软岩。
目前流行的软岩定义强调了软岩的软、弱、松、散等低强度的特点，同时应强调软岩所承受的工程力荷载的大小，强调从软岩的强度和工程力荷载的对立统一关系中分析、把握软岩的相对性实质。
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，包含岩块、结构面及其空间组合特征。
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、水的作用力和工程扰动力以及膨胀应力等；显著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，显著塑性变形包含显著的弹塑性变形、粘弹塑性变形, 连续性变形和非连续性变形等。
此定义揭示了软岩此定义揭示了软岩的相对性实质，即取决于工程力与岩体强度的相互关系。
当工程力一定时，不同岩体，强度高于工程力水平的大多表现为硬岩的力学特性，强度低于工程力水平的则可能表现为软岩的力学特性；对同种岩石，在较低工程力作用下，表现为硬岩的变形特性，在较高工程力的作用下则可能表现为软岩的变形特性。
大断面软岩回采巷道锚梁网索支护分析
２ 支 护 效 果 数 值 模 拟 分 析
２ １ 模 拟软 件的选取 ． 借 助 目前 岩 土 ｊ 程 常 用 的非 线 性 数 值 分 析 方 ＿
１ 支 护方 案 的 提 出
３ 顶底 板岩层 柱状如 图 １ 示 煤 所
岩层 细砂岩 柱状 图 层厚／ ｍ 描述
摘 要 ： 对柳 泉煤 矿 大断 面（ ． ×２ ６ｍ） 针 ５ ５ｍ ． 软岩 回采 巷道 具体 的地质 条件 ， 出 了锚 梁 网 提
索联合 支 护的方 案 ， 采用 非线性 数值分 析软件 Ｕ Ｅ 并 Ｄ Ｃ对 巷道 支护 效果进 行 了较深入 的分析
结果 表 明 ， 用 锚 杆直 径 ２ ｍ、 选 ０ｍ 长度 ２ ２ ｍ， ． 间距 ７ ０ｍ 排 距 ８ ０ｍｍ 的 支护 方 案是 合理 ０ ｍ、 ０ 的 现场 实践也表 明， 支护参 数选 取合理 ， 护效果 较好 。 支 关键词 ： 大断面 ： 岩 ： 软 回采巷道 ； 联合 支护 ； 模拟 分析
同 。由于底 板没有 支护 ， 板塑性 区 和底鼓量 较大 。 底
； 嚣 警 ＼ 翅 篷裂 Ｅ＼ 覃鼯 Ｊ
３ 施 工 过 程及 支 护 效 果
施 工过程 中． 虑到巷 道煤层 顶板 掘进 ． 考 以及直
接 顶 同岩稳定性 差 的特点 ．要求巷 道掘进 后必须 先
图 ３ 数 值 模 拟 力 学 模 型
煤２１ ．
粉砂岩 ３ 煤 泥岩 ｒ ＿ －： ｌ ｌ
０ ８ 黑色 ，玻 璃光泽 ３
２ ５ 灰 色 ．夫泥质条 带 ．４ １ ５ 黑 色，性 脆 ，有 夹层 ６ ２ ９ 灰色 ，致密 ，性 脆 ．
括 两 方 面的 内 容 ： 离散 的岩块 允 许 大 变形 ， 许 ① 允
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引言：软岩巷道支护是 当今世界地下工程 中 项复杂而重要的技术问题。 我国软岩普 遍存在 ， 其中以东北、 内蒙最突出， 内蒙煤矿软岩巷道占岩 巷的９ ％， ０ 东北占 ６ ％。据统计 ， 国目前煤炭开 ０ 我 采每年开巷掘进大约每年 ６ ｏ ｋ 其中软岩巷道 ０ Ｏ ｍ， 约占６ ０ ｉ。 ０ ｋ 随着采深增加， ｎ 这类巷道的维护问题 将越来越突出， ， 因此 寻求一种有效的支护方法具 有重要意义。安全 、 、 的巷道支护是保证 合理 有效 也是提高经济效
科 技 论Ｉ 『ｌ 坛
科
赢
软岩 回采巷道锚 网索耦合支护特征 分析
郭 有 平
（ 河北省武安 市冶金矿 山管理局 ， 河北 武安 ０ ６ ０ ） ５ ３ ０
摘 要： 随着 时代 的发展 、 学的进步及其不断的开采 实践 和理论研究 ， 科 围岩工程控制理论 取得 了长足发展 ， 道 支护形式也随之发 生了重 大 巷 变化， 支护理念 由被 动支护 变为主 动支护 ， 巷道的 支护 已由传统的棚式 支护 向锚杆、 锚索支护转变 ， 支护手段 由单一 支护向联合 支护发展 ， 而改善 从 了巷ｉ ￣支护状 况。锚 杆、 索支护是 当今各种地下工程的一种新型先进的 支合支护原理： 当锚杆锚 人 浅 部围岩后 ， 锚杆与浅部围岩间相互作用 ， 导致软岩 巷道浅部 围 的受力状态再次改变。锚杆对岩体 岩 的加固作用机理 比较复杂。主要表现在：１提高 （） 围岩的整体冈 ， 帔 增强了围岩的抗变形能力 ， 加强 了岩体 的整体牲 。（ ） ２如果能深 ＾到围岩的稳定岩 层是， 主要起悬 吊作用。３锚杆的组合梁作用。４ （） （） 使围岩处于三 向受力状态 ，提高了围岩的承载能
力。
，
益 的必 要手 段 。
１回采巷道锚网索耦合支护特征 锚网索注耦合支护就是针对软岩巷道围岩 由 于塑性大变形而产生的变形不协调部位， 通过锚、 注、网一 围岩以及锚索 支护的耦合而使 其变形协调， 从而限制围岩产生有害的变形破坏 ， 实现支护—体化、 载荷均匀化， 达到巷道稳定的 目 的。在整个支护体系中， 锚杆 、 锚索 的作用不 网、 同。 锚杆通过与围岩的相互作用， 起着主导承载作 用， 同时能够防止围岩的松动破坏 ， 并有一定的伸 缩性 ， 可随巷道的变形， 而不失去支护能力。网的 主要作用是将支护材料联成—体 ， 并阳 ｌ Ｅ 锚杆问 的破碎岩石冒 ， 落 使支护的整体性得到提高。 锚索 由于锚固深度大，可将浅部松动的岩层锚固在深 部稳定岩层 中， 并且可施加预紧力 ， 使围岩得到主 动支护， 从而充分发挥巷道深部围岩的强度 。 １ 回采巷道锚网索耦合支护的基本特征。 ． １ １． －１ １ 强度耦合。 软岩巷道支护中， 具有一定强 度的支护形式是必要的， 但支护强度不是万能的， 因为巷道围岩内部存在着强大的变形能量，支护 体 的强度不可能抵抗围岩的巨大能量，很难保证 巷道的稳定 ， 实现 良好的支护效果。所以 ， 在巷道 开挖过程中，选择有利于巷道 自身承载能力的方 式， 支护时， 通过耦合支护使 围岩 自身的能量得到 释放 ，保证软岩巷道关键部位不对支护体产生破 坏。与此同时 ， 锚杆、 锚索等支护体可以改善围岩 应力状态， 使巷道浅部松软围岩得到保护。 １ ２刚度耦合。松软巷道围岩的破坏原因是 ．， １ 多方面的 ， 但主要是围岩变形具有不协调造成的， 支护效果好的支护体具有充分的柔度 ，预留给松 软围岩一定的变形量 ，防止围岩内部能量积聚而 引起巨大变形破坏 ； 同时 ， 支护体应具有足够刚度 的良好性能， 既可 以保证围岩 自身的承载强度 ， 又 可以达到控制围岩变形破坏的目的。 １ ３结构耦合。巷道围岩内部具有多个结构 ． １ 面， 其对围岩稳定性极其不利， 通过耦合支护将其 局部修复 ， 使围岩变形更连续， 避免局部变形破坏 波及扩大到所有支护体 ， 实现良 好支护效果。 １ ２回采巷道锚网索耦合支护原理。 在软岩巷 道支护体系中， 锚网索注耦合支护原理主要涉及 ： 锚杆与围岩之间的耜晗 ， 锚索、 浆液与围岩间的耦 合， 锚网与围岩之间的耦合 。
，
由于巷道开挖 ， 顶板岩体要向下移动 、 变形 ， 下部岩体和上部岩体的变形程度有所不同， 锚入 锚杆后 ， 使岩体整体的刚度增大了， 岩体变形更加 协调， 下部岩体比上部岩体变形量要大 ， 所以锚杆 受到拉应力。在耦合支护时， 围岩与锚杆在刚度上 相差两个数量级时，锚杆调动岩体强度范围远远 超过传统界限。 所以要求在进行锚杆支护 Ｐ 时， 首先应考虑锚杆与围岩的耦合。 １． ． 锚网一 ２ ２ 围岩帮冶 支护原理 ： 锚网与围岩的 耦合作用直接影 响巷道支护效果 ， 锚网支护不管 过强还是过弱 ， 均会造成围岩局部应力集中而导 致巷道变形和破坏。 锚网与围岩的强度、 刚度—旦 耦合， 围岩的变形就比较协调。 实现锚网与围岩耦 合的特征是巷道 围岩在变形过程中，应力集 中区 向低应力区转移和扩散 ，最终实现围岩应力均匀 化和—体化。 ・ ２软岩回采巷道锚网索支护作用分析 ２ 锚杆的支护作用 。 ． １ 锚杆锚入巷道浅部围岩 后，使围岩 自身的力学状态发生 了一定程度 的改 变， 使围岩的强度得到提高 ， 进而在巷道浅部 围岩 中 形成—个稳定的承载圈 ， 围岩在锚杆与围岩的 共同作用下 实现巷道围岩的稳定性。 ２ ．悬吊作用： １ １ 回采巷道沿煤层掘进 ， 巷道开 挖后 ， 直接顶板将出现弯曲等变形 ， 与上方坚硬顶 板脱离 ， 且容易垮落影响巷道稳定 ， 假如及时将锚 杆锚人老顶 ， 并具有一定得预紧力 ， 那么直接顶将 和老顶产生挤压 ， 起到有效地悬吊作用 ， 从而可以 减小和限制直接顶板的下沉变形 ，实现 良 好支护 效果。 ２ ２组合岩层作用：取板岩层若由若干层状 ． １ 薄岩体中构成，锚人顶板中的锚杆可以 使各薄岩 层间的摩擦力增大 ， 阻止岩石沿层面滑动 ， 以免岩 层出现离层 ； 同时 ， 锚杆杆体能使各岩层问的抗剪 强度增大，一定程度上可以防止岩层间产生水平 滑动。所 以， 巷道顶板锚固范围内， 锚杆将若干个 薄岩层组合成—个较厚的岩层。通过锚杆组合后 的厚岩层可以承受 Ｅ 覆岩层更大的载荷，所 以其 最大弯曲应变和应力在一定程度上都将降低 ， 形 成的组合梁结构的挠度也会减小，而且组合梁厚 度越大 ， 内的最大应力、 梁 应变和梁的挠度就会越