巷道围岩稳定性及控制技术综述
地质构造区巷道掘进及回采围岩控制技术
地质构造区巷道掘进及回采围岩控制技术地质构造区是指具有特定的地质构造特征的煤矿区域。
地质构造区巷道掘进及回采围岩控制技术是煤矿开采过程中的关键技术之一，对保证矿井的安全稳定和高效开采具有重要意义。
本文将对地质构造区巷道掘进及回采围岩控制技术进行详细阐述。
一、地质构造特征及影响因素地质构造特征是指地质构造对煤层和围岩性质形成的影响。
常见的地质构造特征包括断层、褶皱、岩体结构等。
这些地质构造特征会导致煤层和围岩的变形、断裂、滑动等现象，进而影响巷道的稳定性和开采效果。
地质构造特征对巷道掘进及回采围岩控制技术的影响主要有以下几个方面：1. 地应力分布不均匀：地质构造的存在导致地应力分布不均匀，使得煤层和围岩的应力状态复杂多样，增加了巷道开挖和围岩控制的难度。
2. 煤层倾角和变形：地质构造引起的煤层倾角和变形会导致巷道的变形和破坏，增加了巷道围岩控制的难度。
3. 地质构造带：地质构造带是地质构造的显著特征，具有较大的空间扩展性和影响范围。
在地质构造带附近进行巷道掘进和回采时，需特别注意围岩的稳定性，采取相应的支护措施。
二、巷道掘进技术1. 顺层巷道开挖：在地质构造区进行巷道开挖时，优先选择顺层巷道。
顺层巷道开挖相对较容易，可减少地质构造带的影响。
2. 断层横越巷道：在遇到断层时，可以选择横越断层开挖巷道的方式。
通过在断层两侧设置悬索锚杆或盘状锚杆支护，保证巷道的稳定。
3. 导坑法：在遇到较大的断层时，可以采用导坑法进行巷道掘进。
导坑是一种预先探测断层情况的方法，通过导入小断层，探测地质构造带的性质和变形情况，为后续巷道掘进提供参考。
三、回采围岩控制技术1. 安全巷道：在地质构造区进行煤层回采时，需要设置安全巷道以确保矿工的安全。
安全巷道要远离断层和其他地质构造带，采取坚固的支护措施，保证矿工在紧急情况下的疏散通道。
2. 支护措施选择：对于需要支护的巷道，应根据地质构造的特点选择合适的支护措施。
常用的支护措施包括锚杆、锚网、喷锚、打炮锚等。
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
外错式回采巷道围岩稳定性评判与控制技术研究
潞安矿业集团公司五阳煤矿
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5.主要技术创新点 主要技术创新点 1）研究了外错式回采巷道围岩的应力、位 移分布规律； 2）全面分析了上分层开采对下分层外错式 回采巷道围岩稳定性的影响，提出了对上分层 护巷煤柱尺寸的塑性优化模式； 3）对回采巷道外错式布置时的合理外错尺 寸进行了较深的研究； 4）以整体锚固结构理论为指导对裂隙围岩 的支护方案及参数进行了设计
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9.社会效益 社会效益 1．为煤炭资源的高效回收与综采设备优势的发挥提供 了新的保证。 2．确保下分层工作面回采巷道外错布置时围岩支护技 术的可靠与合理，提高了外错式巷道的安全程度。 3．降低了外错式回采巷道的支护费用，减轻了工人的 劳动强度。 4．降低了外错式回采巷道的维护成本，减轻了回采巷 道超前支护的劳动强度，提高了下分层回采工作面的推进 速度。 10.论文发表情况 论文发表情况 论文《外错式巷道围岩稳定性技术研究》在《综采放顶 煤的发展与创新》（2005年综采放顶煤与安全技术研讨会论 文 集）一书中发表.
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（4）相似模拟实验。对于五阳矿下分层煤柱破 坏失稳过程由实验室相似材料模拟实验的方法来 确定。 （5）综合分析。结合以上各种研究工作，在 对所得数据进行综合分析的基础上，利用有关岩 石力学理论，对五阳矿区分层开采的外错式巷道 围岩的稳定与否给出明确判断。 3.2外错式回采巷道围岩的稳定性控制研究 外错式回采巷道围岩的稳定性控制研究 （1）分析总结已有的围岩控制理论，在此基础 上研究外错式回采巷道围岩的控制理论。 （2）在外错式回采巷道围岩控制理论指导下， 研究外错式回采巷道围岩的支护方案及相应的支 护参数。
潞安矿业集团公司五阳煤矿 15
煤矿深部岩巷围岩控制理论与支护技术
煤矿深部岩巷围岩控制理论与支护技术摘要近年来，随着我国煤矿产能的不断提高，开采的深度也随之增加，采区也开始由浅入深，基于这一现状，致使井下巷道围岩的应力也随之增大，围岩条件日趋复杂，巷道变形、巷道底鼓等现象常有发生，这些问题都严重影响了巷道围岩的稳定性，也为煤矿井下开采工作的顺利进行埋下了隐患。
因此，对煤矿深部岩巷围岩的稳定性进行控制已经迫在眉睫。
本文首先对煤矿深部围岩稳定性控制理论进行概述，进而简要地阐述了煤矿深部岩巷围岩支护原则，并根据笔者多年的工作实践经验总结出煤矿深部岩巷围岩支护技术，期望以此能够为煤矿的安全生产提供一些帮助。
关键词煤矿深部岩巷；围岩；控制理论；支护原则；支护技术1 煤矿深部围岩稳定性控制理论概述从力学性质的角度讲，围岩的稳定性通常取决于岩体自身的变形性质和强度。
另外，围岩自身所受的应力状态也对其稳定性有一定影响。
围岩体主要由两部分组成：一是岩石骨架，二是结构面。
通常煤矿深部的围岩都经历了漫长的地质年代，并且在长期的高压作用影响下使得岩石骨架变得异常致密和坚硬，所以实际影响煤矿深部围岩变形性质和强度的因素主要是结构面。
因此，想要控制煤矿深部围岩的稳定主要应从结构面和应力状态着手。
煤矿深部岩巷开挖过程中，使围岩体所受的应力状态发生了变化，导致了围岩从原本的稳定状态逐渐转变为非稳定状态，虽然，在开挖初期，围岩的抗压强度比较高，但是随着不断的开挖卸荷，致使围岩的侧压有所下降，正常情况下，近表围岩的侧压将会降至为零。
与此同时，大部分应力开始向巷道周向转移，使得应力集中，这时的周向应力一般会升高3倍左右。
通常煤矿700m~900m深度的巷道，近表围岩的围压卸荷幅度大约在20MPa，巷道周向的应力将会增加近60MPa，在如此大的应力作用下，会使围岩的劣化速度不断加快，裂缝也会从表面不断向内部扩散，进而造成围岩失稳。
为了确保围岩的稳定性，就必须在对巷道进行开挖后立即进行必要的支护。
2 煤矿深部岩巷围岩支护原则在对煤矿深部岩巷围岩进行支护时，应遵循以下支护原则：首先，应尽量维护并保持围岩体自身残余强度的原则。
浅谈地下工程围岩稳定性与围岩控制
文章编号:1009-6825(2009)30-0111-02浅谈地下工程围岩稳定性与围岩控制收稿日期:2009-06-14作者简介:段学超(1974-),男,工程师,山西省交通建设工程监理总公司,山西太原 030006段学超摘 要:对影响地下工程围岩稳定性的自然因素进行了详细分析,讨论了围岩稳定性与围岩控制的方法与思路,介绍了围岩稳定性的监测方法和手段,论述了锚杆工作载荷与围岩稳定性的相互关系,用锚杆无损监测的方法来全程监测围岩稳定性对研究围岩稳定及工程施工具有很大的指导意义。
关键词:围岩稳定性,锚杆,围岩控制,锚杆无损监测中图分类号:T U 457文献标识码:A地下工程围岩的稳定性对工程的正常运营是至关重要的。
地下工程围岩的稳定性主要与岩石的性质、岩体的结构与构造、地下水、岩体的天然应力状态、地质构造等自然因素有关[1],并且还与开挖方式及支护的形式和时间等因素有关。
本文将对围岩稳定性监测的手段进行讨论,详细的论述利用锚杆工作载荷与围岩稳定性的关系来全程动态检测围岩稳定性的方法。
1 地下工程围岩稳定性因素1.1 岩石性质及岩体的结构围岩的岩石性质和岩体结构是影响围岩稳定性的基本因素。
从岩性的角度,可以将围岩分为塑性围岩和脆性围岩,塑性围岩主要包括各类黏土质岩石、破碎松散岩石以及吸水易膨胀的岩石等,通常具有风化速度快,力学强度低以及遇水软化、崩解、膨胀等不良性质,故对隧道围岩的稳定最为不利;脆性围岩主要指各类坚硬体,由于岩石本身的强度远高于结构面的强度,这类围岩的强度取决于岩体结构。
从岩体的结构角度,可将岩体结构划分为整体块状结构、层状结构、碎裂结构、散体结构。
松散结构及破碎结构岩体的稳定性最差;薄层状结构岩体次之;厚层状块体最好。
对于脆性的厚层状和块状岩体,其强度主要受软弱结构面的分布特点和较弱夹层的物质成分所控制,结构面对围岩的影响不仅取决于结构面的本身特征,还与结构面的组合关系及这种组合与临空面的交切关系密切相关。
巷道围岩控制
巷道围岩控制
巷道围岩控制是指在地下巷道开挖过程中，通过采取一系列的措施和手段，以保证巷道周围岩层的稳定性和安全性。
巷道围岩控制是地下工程施工中的重要环节，主要目的包括以下几个方面：
1. 防止巷道塌方：采用支护结构和材料，如钢支撑、锚杆、锚喷等，对巷道周围的岩层进行支护，防止其塌方。
2. 防止岩爆和冒顶：通过喷浆封孔、锚喷、钻爆、预裂、顶板保护等措施，增强巷道周围岩体的稳定性，防止岩爆和冒顶的发生。
3. 控制地表沉降：在地下巷道开挖过程中，采用合适的措施和技术，控制地表沉降的幅度和范围，保护地表建筑物的安全。
4. 控制地下水：巷道开挖过程中，地下水的水压和渗流量增大，容易引起巷道周围岩体的涌水和破坏。
因此，需要采取合适的水文地质措施，控制地下水的水压和渗流，保证巷道的稳定和安全。
总之，巷道围岩控制是地下巷道施工中的重要环节，需要综合考虑地质条件、工程要求和施工技术等因素，采取相应的措施和手段，确保巷道的稳定和安全。
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
《巷道过坚硬顶板房柱式采空区围岩控制技术研究》范文
《巷道过坚硬顶板房柱式采空区围岩控制技术研究》篇一一、引言随着煤炭资源的不断开采，采空区的安全问题日益突出。
在巷道穿越坚硬顶板房柱式采空区时，围岩控制技术显得尤为重要。
本文旨在研究并探讨该类采空区的围岩控制技术，以提高采矿作业的安全性和效率。
二、坚硬顶板房柱式采空区特点坚硬顶板房柱式采空区具有顶板坚硬、房柱式结构、空间分布不规则等特点。
在开采过程中，由于地质条件和采矿方法的影响，该类采空区往往存在围岩稳定性差、易发生冒顶等问题。
因此，在巷道穿越该类采空区时，必须采取有效的围岩控制技术。
三、围岩控制技术研究（一）监测技术首先，采用先进的监测技术对采空区的围岩进行实时监测。
通过布置监测点，利用地音、微震、应力计等设备，实时监测顶板和房柱的变形、应力变化等情况。
通过分析监测数据，预测围岩的稳定性和可能出现的危险情况。
（二）支护技术针对坚硬顶板房柱式采空区的特点，采用合适的支护技术是保证围岩稳定的关键。
常用的支护技术包括锚杆支护、锚索支护、钢拱架支护等。
根据实际情况，选择合适的支护方式和参数，确保支护结构的稳定性和可靠性。
（三）注浆加固技术注浆加固技术是提高围岩强度和稳定性的有效手段。
通过向围岩内部注入水泥浆、化学浆等材料，提高围岩的承载能力和抗变形能力。
注浆加固技术应根据实际情况选择合适的注浆材料、注浆压力和注浆方式。
四、技术应用与效果分析（一）技术应用在实际应用中，根据采空区的具体情况，综合运用监测技术、支护技术和注浆加固技术。
首先，通过实时监测掌握围岩的变形和应力变化情况；其次，根据监测结果采取合适的支护措施；最后，采用注浆加固技术提高围岩的稳定性和承载能力。
（二）效果分析通过应用上述围岩控制技术，可以有效地提高巷道穿越坚硬顶板房柱式采空区的安全性和效率。
首先，实时监测技术可以及时发现围岩的变形和应力异常情况，为采取措施提供依据；其次，合适的支护措施可以确保巷道的安全通行；最后，注浆加固技术可以提高围岩的稳定性和承载能力，减少冒顶等事故的发生。
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。
岩石力学第四章 巷道围岩应力分布及其稳定性分析
pi
Cct g
1 1
sin sin
r a
1sin
Cctg
由厚壁筒公式：
r
p1
R2 0
r2
R
R02 r2
p1
R2 0
r2
R
R02 r2
r 2p
塑性区半径的确定：
1sin
R0
a
p pi
Cctg Cctg
1
sin
2sin
塑性区围岩应力分布规律：
当λ=1时，根据围岩变形状态，可将巷道周围岩体从周边开始 向深部分为4个区域：
λ不同时切向应力随角度变化的对应值
θ
0°
15°
30°
45°
60°
90°
λ
1
2p
2p
2p
2p
2p
2p
1/2
2.5p 2.36p 2p 1.5p
p
0.5p
1/3
2.66p 2.49p 2p 1.33p 0.66p 0
1/4
2.75p 2.55p 2p 0.8p 0.5p -0.25p
2、椭圆形巷道次生应力分布
③、弹性变形区：区内岩体处于弹性状态，区内各点应力高于原 岩应力，应力接触后能恢复到原岩应力状态。
④、原岩状态区：不受开挖影响，仍处于原岩状态。
当λ≠1时，塑性区的形状随测压系数λ不同而改变，此外塑性 区的形状还受巷道形状、围岩强度和原岩应力大小的影响。
影响塑性区半径的因素：
①、巷道所在处的原岩应力越大，巷道埋深越深，则塑性区范围 越大。
u
ua
u0
1
2E
pa1
1
3
4 cos
巷道围岩稳定性及控制技术
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。
三、巷道支护机理
围岩强度强化理论
中国矿业大学候朝炯教授等在已有研究的基础上，提出巷道锚杆支护围岩强度强化理论。该理论基本内容如下： (1)锚杆支护的实质时锚杆与锚固区域的岩体相互作用组成锚固拱，形成统一的承载结构； (2)锚杆支护可提高锚固体的力学参数，如弹性模量、粘聚力、以及内摩擦角等参数，改善被锚固岩体的力学性能； (3)巷道围岩存在破碎区、塑性区以及弹性区，锚杆锚固区内岩体的峰值强度、峰后强度及残余强度均能得到强化； (4)锚杆支护可以改变围岩应力状态，增加围压，并且提高围岩承载能力，改善巷道支护状况； (5)围岩锚固体强度提高后，可减小巷道周围的破碎区、塑性区范围和巷道表面位移，控制围岩破碎区、塑性区的发展，从而有利于巷道围岩的稳定。 围岩强度强化理论强调巷道松散围岩的峰后特性，及锚杆对峰后强度围岩的力学性能的改善作用，它揭示了锚杆支护对提高围岩峰值强度和残余强度的作用。
（四）、巷道支护理论学说
三、巷道支护机理
悬吊理论
该理论认为：锚杆支护的作用就是将巷道顶板较软岩层悬吊在上部较稳定的岩层上，以增强较软弱岩层的稳定性。它所依据的是这样一种认识：井下巷道开挖后，巷道上方的岩层会发生弯曲下沉。如果不及时进行支护，层状直接顶会与老顶发生分离并会发生冒落。在这种情况下，顶板锚杆通过其张力将直接顶“钉”在具有自承能力的老顶上，锚杆需要承受被悬吊岩层的自重。
沿空掘巷围岩控制技术
沿空掘巷围岩控制技术沿空掘巷围岩一般松软破碎、强度低，在工作面采动影响时，老顶岩层弧形三角块结构旋转下沉，塑性区、破碎区迅速扩展，导致巷道变形剧烈。
围岩的稳定性主要取决于围岩强度、应力状况及支护与围岩的相互作用关系。
沿在具体的支护过程中要合理利用和充分发挥围岩自身强度，要避开应力高峰区，沿空掘巷一般在上区段工作面采完应力重分布完成之后，沿着采空区边缘掘进巷道，从而避开采动影响带来的支承压力。
围岩承载力与支护在时间上要耦合，即围岩自身要具有一定的承载力又不至于存在难以支护的有害变形且使支护发挥最大的承载能力。
因此沿空掘巷合理围岩控制技术的研究显得尤为重要。
目前，锚杆和锚索已经广泛应用于我国煤矿回采巷道的支护中，对于促进煤矿安全高效生产有显著的作用，由于锚杆和锚索支护技术对于巷道围岩条件有较高的依赖性，对于沿空巷道，在支护的过程中，单纯的依靠增加锚杆、锚索的数量、刚度以及强度，不仅增加了支护成本，而且还不一定达到控制围岩变形的目的。
因此在支护过程中应该注重锚杆锚索的耦合支护，针对沿空巷道围岩由于塑性大变形而产生的变形不协调部位，通过锚网—围岩以及锚索—关键部位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损伤，实现支护一体化，荷载均匀化，达到控制巷道稳定的目的。
4.1 沿空掘巷围岩控制机理4.1.1 围岩-支护共同作用原理支护所受的压力及其变形，来自于围岩在自身平衡过程中变形或破裂导致的对支护的作用。
因此，围岩状态及其变化状况对支护的作用有重要影响。
另一方面，支护以自己的刚度与强度抑制岩体变形和破裂进一步发展，而这一过程同样也影响着支护自身的受力。
于是，围岩与支护形成一种共同体；共同体两方面的耦合作用和互为影响的情况成为围岩-支护共同作用。
一种情况是，当岩体内应力达到峰值前，支护已经到位，岩体的进一步变形（包括其剪涨与扩容）破碎受支护阻挡，构成围岩与支护共同体，形成相互间的共同作用。
如果支护有足够的刚度与强度，则共同体是稳定的。
超化煤矿巷道围岩变形特征及稳定性控制措施分析
超化煤矿巷道围岩变形特征及稳定性控制措施分析摘要：本文以超化煤矿22底板轨道下山下段（原中央行人下山）巷道出现的变形破坏问题作为分析对象，对巷道出现的变形破坏原因进行了探究，结合巷道地质条件实际，针对性提出了“锚网喷+底板锚杆+预留变形量+全断面封闭格栅拱形支架”复合型支护方案，从巷道返修情况来看，返修支护方案整体实现了对巷道围岩的稳定性控制，对类似巷道支护有一定的借鉴意义。
关键词：煤矿巷道；围岩变形；特征；稳定性；控制；分析1、工程概况超化煤矿22底板轨道下山下段巷道埋深在660m左右，从地质勘察来看，巷道所在层位主要是粉砂岩，其中包含有较多的裂隙，也含有一定的钙质结核和黄铁矿，包含一层厚度在0.2m左右的泥岩，非常容易出现破碎问题。
根据现场勘测情况来看，最大的水平主应力为水平应力，大小接近29MPa，与巷道呈现出69°的夹角，巷道整体承受着相对较高的地应力影响，虽然巷道围岩的强度相对较大，但是在巷道掘进后，整体表现出较强的变形破坏问题。
从巷道原支护设计来看，巷道设计采用的是锚网索支护。
2、22底板轨道下山下段巷道变形破坏特点通过对22底板轨道下山下段巷道的现场观测来看，巷道主要的变形破坏特点主要表现在三个方面：首先，巷道在全断面出现了变形破坏问题，巷道两帮内挤明显、底鼓突出、拱顶下沉量较大。
其次，巷道围岩不仅变形量较大，同时，变形速度相对较快，且出现了变形持续时间偏长的问题。
从现场测量来看，很多巷道在掘进后的2d内，变形速度少则达到了12mm/d，多则可以得到110mm/d。
从变形时间来看，巷道变形持续时间达到了8个月，部分地段甚至超过了15个月。
从变形量来看，围岩变形量通常情况再280mm-1000mm之间，部分地段甚至出现了更大的变形。
第三，巷道在变形破坏的过程中，很多支护结构也有着明显的破坏问题，巷道表面的浆体开裂较多，同时，很多地段的锚索、锚索也出现了较多的破断。
虽然技术人员进行了多次修复，围岩的稳定性相对于先前有了提升，但是整体仍旧不能保证较长时间的稳定。
巷道围岩稳定性测试方法技术分析
巷道围岩稳定性分析对矿井 的安全高效生产有着 重要影响。认识并掌握巷道地质条件能够 为巷道的合 理设 计 与施 工 、 巷 道 的支 护形 式 选 择 以及 其 稳 定 性 评 估提供理论依据。井下巷道 受到构造应力、 采 动影 响 等因素， 会产生相应的变 形与破坏。分析影响巷道变 形破坏 的主要原 因， 即可获得对巷道变形有效控 制的 方法 。对 于 巷 道 围 岩 稳 定 性 是 由 围岩 的 工 程 地 质 特 征、 地 应 力和支 护控 制技 术决 定 的 ， 论 文 结合 矿 山巷 道 特征 ， 对其稳定性影 响因素以及相应的测试方法技术 进行总结 ， 为以后提高对巷道稳定性评价 ， 提高巷道 的 安全性 提供 技术 指导 。 ２巷 道 围岩存在 的地 质 问题 ２ ． １存在 的地 质 问题 巷道环境中面临不同地质 问题 ， 如构造 、 岩性、 地 下水等多方面综合影响。其常 导致顶板 塌落、 底板隆 起、 围岩开裂 、 突发岩爆失稳等事故 ， 影响矿井安全生 产。由于巷道使 用的要求和标 准不 同， 其对围岩稳定 性的要求也不尽相同 。不同的深度不 同的地域也都 有差别 ， 这便给巷道的设计和施工带来 了诸多 困难 ， 故 对其稳定性监测也显得尤为重要。 ２ ． ２影 响 因素分 析 影响巷道围岩稳定性的因素分为地质和非地质 因 素。其中地质因素主要包括围岩的性质、 地质构造、 围 岩的初始应 力状态 、 岩体结构和地 下水 。非 地质因素 包 括巷施 工 方法、 井巷位置、 巷道轴线方位以及采动影响等。 ２ ． ２ ． １地质 因素对 围岩 稳定 性的 影响 地 质 因素对 围岩影 响 表现 在 当围岩 应 力 小 于或 等 于围岩强度时， 围岩处于平衡或极限平衡状态 ； 反之井 巷不稳定。其中围岩的性质对巷道变形与破坏有决定 性影响 ； 在地质构造运动作用下 ， 会产 生各种 结构面 ， 形变 、 错动、 断裂使其破碎 ， 在不同程度上 ， 丧失了原岩 的完 整 性 ， 从 而表 现岩 体失 稳 ； 围 岩 的初 始 应 力场 的形 成与岩体结构、 性质、 埋藏条件 以及构造运动的历史等 性质密切相关 ， 应力状态 的变化直接影响围岩稳定性 。 岩体 含水 情 况 ， 造 成 溶 蚀 等破 坏岩 体 完 整 性 进 而影 响
《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。
孤岛煤柱下巷道围岩稳定性分析及控制技术
棚支 护基 础上 ， 采用注 浆加 固围岩 ， 运用 预应 力锚索 对支架 薄 弱环节 进行结 构补 偿 ， 实 现棚 索协 同支护 ， 能够有 效控 制此 类巷道 的强 烈变 形 。
参 考 文 献
量４ Ｏ
血Ｉ １ ３ ０
２ ０
暄 懈 １ Ｏ
［ １ ］ 阎德 广， 王根 东． 深井孤 岛煤柱 下工作 面跨 采巷道峒 室变形预
全 断 面收缩 。 ２ ． ２ 支护失 稳原 因分析
２ ． ２ ． １ 巷道 围岩 强度低
１ 工程 概 况 许 疃煤矿 一５ ０ ０ １ ＂ １ １ 水 平 轨 道 石 门是 矿 井 一５ ０ ０
ｍ水 平 的主要 开拓巷 道 ， 担负矿 井进 风 、 运料、 排矸 、 排水 及 行 人 等 多项 任 务 。 随着 上 覆 煤 层 的不 断 回 采， 在 一５ ０ ０ Ｉ Ｔ Ｉ 水平 轨 道 石 门 上方 形 成 许 多不 规 则 孤 岛煤 柱 ， 如图 １ 所示。
。
图 １ —５ ０ ｏ ｉ ｎ水 平 轨 道 石 门位 置 示 意
由于 一 ５ ０ ０ ｍ水 平 轨道 石 门为 穿 层 巷 道 ， 与 煤
受 煤柱 高支 撑 压 力 影 响 ， 一５ ０ ０ ｉ ｎ水 平 轨 道 石 门变形 强烈 ， 经反 复扩 修 ， 仍 不能 有效保 证使 用 。 目
摘
要
针 对许 疃 煤矿 ７ ２采 区存在许 多不规 则孤 岛煤柱 的情 况 ， 分析 了上覆 煤层孤 岛煤柱 对
近距 离底板 巷道 围岩稳 定性影 响规律 。在此基 础上 ， 提 出适合 此类巷 道 的高 强稳 定 型支护技 术 ， 并 进 行 了现场 工业试 验 。采 用钻 孔窥视 的方 法 ， 对 围岩注浆 效果进 行检 测 ， 并且通 过对 试验巷 道 围岩
深部巷道围岩控制的关键技术研究
深部巷道围岩控制的关键技术研究一、本文概述随着地下矿产资源的不断开采，深部巷道的稳定性问题日益突出，围岩控制技术的研究与应用显得尤为重要。
本文旨在深入探讨深部巷道围岩控制的关键技术，从理论分析和实践应用两方面，对深部巷道围岩的稳定性控制进行全面系统的研究。
文章首先概述了深部巷道围岩控制的背景和研究意义，指出了当前深部巷道围岩控制面临的主要挑战。
随后，文章对深部巷道围岩控制技术的研究现状进行了综述，包括围岩稳定性分析、支护结构设计、施工工艺优化等方面。
在此基础上，文章提出了深部巷道围岩控制的关键技术，包括围岩分类与评价、支护结构设计优化、施工工艺改进、监测与信息化反馈等方面，并详细阐述了这些技术的原理和应用方法。
文章通过案例分析，验证了所提关键技术的有效性和可行性，为深部巷道围岩控制提供了有益的理论支撑和实践指导。
二、深部巷道围岩的地质特征和力学特性在深入研究深部巷道围岩控制技术之前，对深部巷道围岩的地质特征和力学特性进行全面的了解是至关重要的。
深部巷道的围岩地质特征通常表现为高地应力、高温度、高渗透压等复杂的地质环境。
随着开采深度的增加，地应力逐渐增大，使得围岩的变形和破坏行为更加复杂。
深部岩体的节理、裂隙等不连续面更为发育，进一步加剧了围岩的不稳定性。
同时，深部岩体的物理和化学性质也可能发生变化，如岩石的强度、硬度、弹性等力学性质可能随着深度的增加而发生变化。
深部巷道围岩的力学特性主要表现为高强度、高应力、高变形等特点。
在高地应力条件下，围岩的应力状态复杂，容易产生剪切破坏和拉伸破坏。
同时，由于深部岩体的温度较高，可能导致岩石的热膨胀效应，进一步加剧了围岩的变形和破坏。
深部岩体的渗透压也可能对围岩的稳定性产生影响，尤其是在高渗透压条件下，可能导致围岩的渗流破坏。
深部巷道围岩的地质特征和力学特性都极为复杂，这给深部巷道的围岩控制带来了极大的挑战。
深入研究深部巷道围岩的地质特征和力学特性，对于制定有效的围岩控制技术具有重要的指导意义。
半煤岩巷道围岩稳定性与控制技术
１６６采 区 ｌ １０ ６煤 赋 存 稳 定 ， 构 简 单 ， 层 厚 结 煤 １０ ．８～１４ ｍ， ．０ 平均 １２ ｍ ．０ 。
３ 计算 机数值 模 拟
３ １ 模 型 的建 立 ．
煤层顶板为十下灰 ， 褐灰 一灰色 ， 下部 深灰 色 ， 参 差状断 口， 裂隙发育 被方解 石充填 ， 动物 碎屑 化石 ， 含 煤层底板为泥岩 ， 灰色 ， 差状 断 口， 浅 参 夹少量 粉砂 岩 及大量植物根化石。
２ 地质 力学评 估 ２ １ 地应 力测 试 ．
根据 前面地 质力学评估所得到的地应 力实测数据
和对 １ ６采 区顶板 灰岩进 行 围岩力 学性质测 试所得 的
采用澳大利亚 Ｓ Ｔ公 司生产的 Ｈ 地应力传感器 ， Ｃ Ｉ 采用 套芯应力解 除法 在葛亭煤 矿进行 了地应 力测试 ， 原岩应力测量 结果 表 明最大 主应力 为水平应 力 ， 水平 应力 的方 向为 ２ ６ 一 ３ 。 水平应力 普遍大 于垂直应 ２ 。 ２９ ， 力， 最大水平应 力 、 小水平 应力 、 直应力 以及 三者 最 垂 之 问的关系见表 １ 。
力 学参数 ， 严格按 照 ｌ 区柱状 图建立初始模型 。模 ６采 ， 型的宽 度 为 ３ ０ 巷 道 底 板 以下 １０ 顶 板 以 上 ２ ｍ， ０ ｍ， ２０ ８ ｍ。建立 １２×１０＝２６ ０个 单元 ， 拟 了实 际尺 ７ ２ ０４ 模 寸为 １０ ３ ０ ０ ｍ× ２ ｍ。 模型 的边界条件 ： 型侧边界 为垂直 于边 界的 约 模 束 ， 型的底 部为 固定 约束 ， 模 其他 方 向 自由； 型顶部 模 施加 １． ｋ ０ ５ Ｎ的垂直载 荷 以考 虑模 型顶部 以上 的岩层 的影响 ； 根据地 应 力 实 测数 据 ， 在模 型侧 边 界均施 加 ２ ＭＰ １ ａ的水平应力 ， 对整个模 型初始化应力 ７ Ｐ 。模 Ｍａ 型采用摩 尔一库仑 岩石 破坏准则。 模 型中间开挖巷道 宽 ×高 ＝ １０ｘ ３０ ｍ， 应 ３ ０ ２０ ｒ 从 ａ 力分布 、 水平位移 、 垂直位移及 塑性 区来分别对模 型进
简述巷道围岩控制技术
简述巷道围岩控制技术一、引言巷道围岩控制技术是煤矿开采中的一个重要环节，其目的是保障工人安全、提高生产效率和降低成本。
随着科技的发展，巷道围岩控制技术也在不断创新和完善。
二、巷道围岩的特点巷道围岩是指煤矿中开采出来的空间所包围的岩体。
其特点主要有以下几个方面：1. 岩层厚度大：由于煤层多数为平面构造，因此开采时需要在地下挖掘出一条宽度较大、长度较长、高度较低的通路，因此巷道围岩厚度相对较大。
2. 岩层变形能力弱：由于巷道围岩受到地质构造和开采活动的影响，其变形能力相对较弱。
3. 工作环境恶劣：由于工作环境复杂，如地质条件不稳定、气体浓度高等，使得巷道围岩控制技术更加复杂和危险。
三、巷道围岩控制技术分类根据不同的需求和要求，巷道围岩控制技术可以分为以下几种：1. 支护技术：通过设置支架、钢架等方式对巷道围岩进行支撑，以达到稳定和控制的目的。
2. 加固技术：通过注浆、锚杆等方式对巷道围岩进行加固，以提高其强度和稳定性。
3. 预应力技术：通过设置预应力杆等方式对巷道围岩进行预应力处理，以提高其承载能力和抗变形能力。
4. 水泥注浆技术：利用水泥注浆剂对巷道围岩进行加固和封闭处理，以达到稳定和防水的目的。
5. 喷射混凝土技术：通过喷射混凝土对巷道围岩进行加固和支护，以提高其承载能力和稳定性。
四、巷道围岩控制技术应用在实际生产中，根据煤矿地质条件、工作环境和开采方式等不同情况，选择不同的巷道围岩控制技术。
以下是一些常见的应用情况：1. 支护技术：在煤矿开采中，支护技术是最常用的一种巷道围岩控制技术。
其优点是支护结构简单、施工方便、成本低等。
2. 加固技术：当巷道围岩强度较弱或存在大块岩体时，加固技术可以提高其承载能力和稳定性。
常见的加固方式有注浆、锚杆等。
3. 预应力技术：预应力技术主要用于需要长期稳定的巷道围岩中。
通过设置预应力杆等方式对巷道围岩进行预应力处理，以提高其承载能力和抗变形能力。
4. 水泥注浆技术：水泥注浆技术主要用于防水和封闭处理。
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和完善与否直接关系到井巷工程的经济性、可靠性和安全性，所以，长期
以来支护理论一直是采矿技术领域研究的一个重点。
煤矿巷道支护经历了木支护、砌碹支护、型钢支护到锚杆支护的漫长发展过程。多年来国内外 的工程实践经验表明，锚杆支护是煤矿巷道经济、有效的支护技术。煤矿锚杆支护的发展，使矿
井的吨煤成本和巷道的支护成本显著降低，巷道推进速度有了很大的提高，支护质量和安全条件
因此，可以采用护巷煤柱宽度X来反映煤层巷道的相邻区段的残余采动影响。
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
岩巷围岩稳定性分类指标
三、巷道支护机理
（一）、支护原理
巷道开挖后, 岩体的原岩应力状态被破坏, 围岩中应力重新分布在切向 应力增大的同时, 径向应力不断减小, 并在巷道表面处达到极限。这种变化 促使围岩向巷道空区变形, 围岩本身的裂隙发生扩容和扩展, 力学性质随之 不断恶化。(如图中红色曲线) 随着支护的施加，巷道围岩表 面由双向应力状态变为三向应力状
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
（四）、巷道支护理论学说
巷道支护理论是巷道支护选择与设计的基础和关键之一，主要解答不 同类型巷道支护(加固)的对象、围岩稳定条件、支护(加固)与围岩相互作用 的机制、各种支护(加固)技术优化选择设计方法等道支护机理
中国矿业大学候朝炯教授等在已有研究的基础上，提出巷道锚杆支护围岩强度 强化理论。该理论基本内容如下： (1)锚杆支护的实质时锚杆与锚固区域的岩体相互作用组成锚固拱，形成统一 的承载结构； (2)锚杆支护可提高锚固体的力学参数，如弹性模量、粘聚力、以及内摩擦角 等参数，改善被锚固岩体的力学性能； (3)巷道围岩存在破碎区、塑性区以及弹性区，锚杆锚固区内岩体的峰值强度、 峰后强度及残余强度均能得到强化； (4)锚杆支护可以改变围岩应力状态，增加围压，并且提高围岩承载能力，改 善巷道支护状况； (5)围岩锚固体强度提高后，可减小巷道周围的破碎区、塑性区范围和巷道表 面位移，控制围岩破碎区、塑性区的发展，从而有利于巷道围岩的稳定。 围岩强度强化理论强调巷道松散围岩的峰后特性，及锚杆对峰后强度围岩的力
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。
② 1950~1960年，广泛采用机械式锚杆，并开始对锚杆支护进行系统研究； ③ 1960~1970年，树脂锚杆推出并在矿井得到应用；
④ 1970~1980年，发明管缝式锚杆、胀管式锚杆并应用，研究新的设计方法，
长锚索产生； ⑤ 1980~1990年，混合锚头锚杆、桁架锚杆、特种锚杆等得到广泛应用，树脂锚 固材料得到改进；
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。
巷道围岩控制的基本目的和任务在 于提高巷道的稳定性，围岩应力、围岩
性质和围岩支护是决定巷道稳定性的基
本因素。巷道的布置、保护、卸压及支 护是围岩控制的基本手段。
一、煤矿巷道围岩控制概述
（一）、巷道围岩控制的主要发展阶段
巷道围岩控制随着煤炭生产的发展，科学技术的进步，已逐步 趋向完善，其发展的过程可分为三个阶段。 煤柱护巷和刚性支护为特征的巷道围岩控制阶段(50年代)
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
② 相邻区段的残余采动影响 ：相邻区段工作面回采时引起的侧向支承压力的 影响。侧向残余支承压力的大小和分布状态与护巷煤柱宽度密切相关，煤柱
尺寸对煤巷围岩稳定性的影响十分显著。
巷道围岩变形量与护巷煤柱宽度关系曲线
平行于工作面方向的侧向支承压力分布示意图
有成效的工作，取得了许多重要成果，产生了巨大的社会效益和经济效益。 1、掌握巷道矿压规律推进巷道布置改革
2、推进无煤柱护巷技术
3、运用卸压护巷方法 4、掌握巷道支架围岩关系 5、研制适应不同条件的巷道金属支架架型 6、发展锚喷支护技术 7、改善软岩巷道支护效果 8、进行巷道支护质量及顶板动态监测
9、完善巷道围岩控制测试的手段和装备
巷道围岩稳定性及控制技术
主要内容
一、《 煤矿巷道围岩控制概述》 二、《巷道围岩稳定性评价》
三、《巷道支护机理》 四、《巷道支护设计方法》
一、煤矿巷道围岩控制概述
我国煤炭成煤时期多，煤矿绝大多数采用井工开采。由于埋藏 深度大，软岩分布广，以及大多数巷道经受采动的强烈影响，控制 煤矿巷道的围岩要比一般地下工程困难。
学性能的改善作用，它揭示了锚杆支护对提高围岩峰值强度和残余强度的作用。
刚性梁理论
三、巷道支护机理
我国留美学者郭松等总结煤巷高预应力锚杆支护的应用情况提出刚性梁理论， 该理论的要点在于通过锚杆及时提供的很高的预应力来形成刚性顶板，刚性顶板本 身形成一个压力自撑结构，即刚性梁，充分利用水平应力来维护顶板稳定性，同时 减缓两帮围岩的应力集中和岩体破坏，进而从根本上维持围岩稳定。 刚性梁理论认为通过加大锚杆的预紧力可以相应地减小所用的锚杆长度，因而 这种理论推出开始曾经对生产现场有很强的吸引力。但是，这种理论的基本原理目 前仍有很大争议。国内按照这种理论在矿区巷道进行的有限尝试也因巷道发生多起 冒顶以失败而告终。
因此, 巷道支护的着眼点应放在
充分利、发挥和改善围岩的自承
能力上。
态，巷道周边浅部围岩的承载能力
得到显著提高，更多的浅部围岩从 无支护时的屈服状态转化为支护后 的弹性状态，围岩塑性区的范围明 显缩小。 (如图中蓝色曲线)
三、巷道支护机理
（二）、巷道支护原则
在巷道支护原理的指导下，为了安全、经济地维护好巷道，在选择支 护型式和参数时应遵循以下原则： 辩证地解决围岩应力与支护强度两者之间的相对关系； 根据实际情况进行一次或二次、多次支护； 提高围岩的自承能力； ① 将围岩由载荷体变为承载体 ② 积极发展主动支护，控制围岩变形
挖后，巷道上方的岩层会发生弯曲下沉。如果不及时进行支护，层状直接顶会与
老顶发生分离并会发生冒落。在这种情况下，顶板锚杆通过其张力将直接顶“钉” 在具有自承能力的老顶上，锚杆需要承受被悬吊岩层的自重。
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
锚杆作用角
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。
改革巷道布置及发展金属支架为特征的巷道围岩控制阶段(60年
代~70年代) 利用围岩自稳能力和采用先进支护技术为特征的巷道围岩控制
阶段(80年代以来)
一、煤矿巷道围岩控制概述
（二）、巷道围岩控制技术的主要成就
近10多年来，我国煤炭系统广大学者和工程技术人员围绕改进巷道布
置和维护，开展矿井支护改革等，在巷道围岩控制的工程实践中进行了富
验研究，因而难以在工程中真正得到实际的应用。 因此，深化了对锚杆支护作用本质的认识，进而指导和促进煤矿锚杆支护技术的发展，本课 题将锚杆支护作用机理与巷道围岩的变形破坏方式结合起来，在大量理论分析、实验室试验、数 值模拟以及井下试验研究成果的基础上，对锚杆支护作用机理作进一步的解释和完善。
三、巷道支护机理
组合梁理论
三、巷道支护机理
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。 组合梁理论是对锚杆将顶板岩层锁紧 成较厚岩层的解释。在分析中，将锚杆作
（四）、巷道支护理论学说
悬吊理论 传统学说 锚 杆 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 组合梁理论
支
护 理 论
悬吊理论
三、巷道支护机理
该理论认为：锚杆支护的作用就是将巷道顶板较软岩层悬吊在上部较稳定的 岩层上，以增强较软弱岩层的稳定性。它所依据的是这样一种认识：井下巷道开
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
锚固平衡拱理论
三、巷道支护机理
该理论认为：锚杆支护对于提高围岩(特别是松散围岩)自身的最大承载能力没
有明显效果，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