软岩巷道“让压-支护”围岩控制技术与应用
软岩巷道“让压-支护”围岩控制技术与应用
贾后省;王志刚;冯井龙;段仰鹏;杜丙申;楚义雷
【摘要】为了得到软岩巷道合理的二次支护时机，以及在工程上易于实现、经济上合理的二次支护强度，通过理论分析得出了控制围岩变形所需支护强度随围岩变形量的增大而减小的关系，提出了“让压-支护”支护理念。结合现场具体地质条件，采用数值模拟确定了不同让压条件下保持巷道围岩稳定所需的最小支护强度，得出让压140mm后施加0.2MPa的支护强度，可使围岩变形控制在工程允许范围内，该支护强度工程上容易实现且经济上也更为合理；并在邢东矿-980 m水平主副暗一联巷进行试验，一次支护采用锚杆＋锚索联合支护让压，二次支护采用全封闭多边形工字钢支架＋围岩注浆加固，同时对试验巷道进行了围岩变形监测，监测数据表明该支护技术能较好地控制围岩变形。%In order to determine rational supporting time and intensity of soft-rock secondary supporting , it was obtained that support-ing intensity reduced with surrounding rock deformation increased by theoreti cal analysis and “Yield-supporting” concept was put https://www.360docs.net/doc/be19146671.html,bining geological condition , numerical simulation was applied to obtaining minimum supporting intensity for keeping roadway stable under different yielding conditions .It was concluded that exerting 0.2MPa supporting intensity after 140mm yielding could effec-tively control surrounding rock deformation within engineering permission , this supporting intensity could be realized easily and was e-conomical.On-the-spot test was made in connection roadway at -980m level of Xingdong Colliery.First supporting applied anchored
bolt+anchored cable and secondary supporting applied whole closed I
steel support +grunting reinforcement.Surrounding rock deformation observation showed that this supporting technology could effectively control deformation .
【期刊名称】《煤矿开采》
【年(卷),期】2014(000)004
【总页数】5页(P68-72)
【关键词】软岩巷道;让压-支护;围岩控制;数值模拟
【作者】贾后省;王志刚;冯井龙;段仰鹏;杜丙申;楚义雷
【作者单位】中国矿业大学北京资源与安全工程学院，北京100083;中国矿业大学北京资源与安全工程学院，北京100083;级翔集团级索煤矿，山东滕州277500;山东泉兴矿业集团有限责任公司，山东滕州277500;中国矿业大学北京
资源与安全工程学院，北京100083;级翔集团级索煤矿，山东滕州 277500
【正文语种】中文
【中图分类】TD353
随着浅部易采资源日趋枯竭，矿井逐渐向深部推进，煤矿开采深度以每年9～13m 的速度递增[1]，矿井在进入深部开采后，地下巷道围岩应力也相应升高，支护难
度也大幅度增加，矿压显现剧烈，出现巷道顶底板移近量大、两帮移近量大等现象。如果巷道围岩呈现软岩特性，更会出现顶板下沉速度快、围岩破碎、底鼓速度快、片帮等问题加剧的现象[2-4]。这些问题不仅危及施工人员的生命安全，同时也造
成了巷道翻修次数多、服务年限短、工人劳动量加大，影响矿井的高产高效。
目前在软岩巷道围岩控制机理研究方面，L.V.Rabcewicz等人[5]在总结前人经验
的基础上提出了新奥法，该理论选择性继承了传统理论中被动支护的理念，并提出主动支护的观点，让围岩本身参与维持围岩稳定的工作，使围岩和支护结构共同形成坚固的支承环。于学馥等[6]提出了“轴变论”理论，该理论认为，巷道开挖后，重新分布的围岩应力超过岩体的极限强度值时造成巷道的冒落并使其轴比关系发生改变，同时围岩应力分布状态再次改变并达到某种平衡，巷道冒落最终可自行稳定。冯豫、郑雨天等人[7-9]提出了联合支护理论，形成了“先柔后刚、先挖后让、柔
让适度、稳定支护”的支护理念，该理论认为巷道开挖初期支护结构应具有一定柔性，允许巷道变形释放一定压力，待巷道变形相对稳定后，采取刚性支护。
上述理论分析认为：对于软岩巷道支护，要充分利用围岩自身的承载能力，一次支护应以让为主，二次支护应具有足够的刚度。因此研究分析此类巷道的二次支护时机及其在经济上合理、工程上易于实现的支护强度将对此类巷道的支护具有重要的意义。
1.1 支护强度与围岩变形关系理论分析
如图1所示，假设圆形巷道在无穷远处作用着相等的垂直及侧向压力P0=γh，当
巷道周边围岩处于弹性状态时，利用松散介质极限平衡理论可得到巷道周边位移为：式中，γ为岩石平均容重；r为围岩中一点的极径坐标；h为巷道中心距地表的距离；R0为巷道周边点的极座标系的径向坐标；R为围岩塑形边界的极座标系的径
向坐标；Pi为支护强度；E，μ分别为岩石的弹性模量和泊松比。
当巷道埋深增加时，围岩应力将增大，出现围岩塑性区，塑性区半径可由式(2)得出。塑性区与弹性区交界处的围岩周边位移，可由式(1)得出，将式(1)中的R0改
为R，即为弹塑性交界处的位移公式(3)，其中，c为岩石的黏结力，φ为岩石内摩擦角。
产生非弹性变形区时，在不考虑围岩松动应力、膨胀应力的情况下，巷道周边位移
可根据塑性区体积不变的条件求得，即：
利用r=R式及式(3)，可得：
1.2 支护系统与围岩变形协调作用机理
由式(5)可知，当巷道围岩各项力学参数确定后，巷道周边位移量与支护强度的关
系曲线可由图2中围岩位移曲线表示，可以看出在成巷后立即支护来控制围岩变
形需要极高的支护强度，现有的支护体无法达到如此高的支护强度，因此需要在一次支护之后进行二次支护。目前现场最常用的方法是围岩变形Δu1(让压Δu1)之后进行二次支护，此时支护系统应达到的图2中A点所对应的支护强度PA，但是达到支护强度PA需要较高的支护成本并且施工也存在较大难度，加之巷道围岩结构和应力状态复杂多变，即便可以达到支护强度PA，围岩变形也难以得到控制。
合理的“支护系统—围岩”相互作用关系是充分利用围岩天然的自承力和承载力。对于围岩达到稳定前变形量较大的软岩巷道，成巷后进行一次支护，及时封闭和隔离围岩，防止成巷后发生巷道冒顶事故，在巷道围岩发生较大的位移Δu2(让压
Δu2)后再进行强力二次支护，彻底将围岩变形控制在工程允许的范围内，相比让
压Δu1的情况，此时二次支护强度工程上易于实现、经济上更为合理。另外，当
巷道围岩变形到一定程度后(如图中C点所示)，围岩松动应力、膨胀应力等显现程度增加[10]，当围岩位移到达C点以后，随着围岩位移的增加，控制围岩变形所
需的支护强度也会急剧增加，因此，二次支护应在围岩位移达到C点之前进行，
并保证有一定的富裕位移量△u3，即合理二次支护时机，应该在一次支护后等围岩变形Δu2(让压Δu2)进行强力二次支护。结合上述机理分析，可知采用“让压—
支护”围岩控制技术应注意：
(1)一次支护的支护体应具有较好的“柔性”，即要适应围岩的变形，又能在围岩
变形期间保证持续的工作阻力。
(2)二次支护应在一次支护尚未失效之前进行，二次支护应具有相对较高的支护强度。
2.1 计算模型建立
模拟的目的是研究在高应力软弱围岩的地质条件和不同让压条件下，不同支护强度对巷道围岩的控制作用。
采用FLAC3D数值模拟软件，以邢东矿-980m水平地质条件为基础建立地质模型，埋深约为1020m，主要实体为煤岩体，巷道位于粉砂岩层中，为岩巷，巷道顶板主要为粉砂岩和中粒砂岩，巷道底板主要粉砂岩、泥岩、煤和砂质泥岩，煤层及顶底板力学参数见表1。为了简化计算，建模型时考虑到研究的区域效应，即巷道附近围岩的网格划分比较小，巷道较远的区域网格划分比较粗，巷道围岩体中厚度比较小或者岩性比较相近的岩层划归同样的岩性，建立的模型网格如图3，计算模型断面尺寸为：宽×高×厚=55m×40m×54.5m，建立了共536000块，559030节点。巷道高度为4000mm，巷道宽度为5000mm，巷道周围岩体的网格每格代表0.2m。施加在模拟模型的上边界的应力以模型上方岩体自重引起的垂直应力为主，约为25MPa，侧压系数约为0.4，即水平应力为10MPa。
2.2 数值模拟结果分析
目前软岩巷道一次支护主要采用U型钢可缩性支架、锚杆+锚索联合支护等支护形式，大量工程实践表明，这些一次支护体所能承受的围岩变形约为150mm，围岩变形超过150mm，支护体即发生支护失效或破坏，因此模拟分析了“零让压”、“让压80mm”、“让压140mm”3种让压程度下不同支护强度对巷道围岩的
控制效果，得出不同让压程度条件下控制巷道围岩变形在工程允许的范围内所需的最小支护强度，模拟过程中，围岩变形超过支护体承受极限时(约为150mm)，进行了支护解除，模拟试验结果如表2所示。
零让压条件是指巷道掘进后，在巷道围岩未发生变化时施加一定的支护强度，使围
岩变形控制在工程允许的范围内。对巷道顶底板及两帮分别施加0.6MPa，
0.5MPa，0.4MPa，0.3MPa，0.2MPa，0.1MPa，0.05MPa的支护强度进行数
值模拟，从而得到零让压条件下围岩变形控制在工程允许的范围内所需要达到的支护强度。由图4可以看出，在零让压条件下，随着支护强度的增加，巷道的顶底
板移近量和两帮移近量都呈减小的趋势，当支护强度从0.05MPa增加到0.5MPa，顶底板移近量从457mm降低到103mm，两帮移近量从675mm降低到
110mm，支护强度达到0.5MPa时，巷道围岩的变形量满足工程要求。同时可以看出当支护强度大于0.4MPa后，随着支护强度的增加，巷道围岩变形量减小已
经不明显，通过增加支护强度来控制极小的变形量在经济上不合理、工程上难以实现。
让压80mm是指巷道掘进后，在巷道围岩发生80mm的变形后施加一定的支护
强度，使围岩变形控制在工程允许的范围内。对巷道顶底板及两帮分别施加
0.4MPa，0.3MPa，0.2MPa和0.1MPa的支护强度进行数值模拟研究，得到让压80mm后围岩变形控制在工程允许的范围内所需要达到的支护强度。支护强度从0.1MPa增加到0.4MPa，顶底板移近量从211mm降低到114mm，两帮移近量从265mm降低到129mm，支护强度达到0.4MPa时巷道围岩的变形量满足工
程要求。但达到0.4MPa的支护强度，支护成本较高且施工难度较大。
让压140mm是指巷道掘进后，在巷道围岩发生140mm的变形后施加一定的支
护强度，使围岩变形控制在工程允许的范围内。对巷道顶底板及两帮分别施加
0.05MPa，0.1MPa，0.15MPa和0.2MPa的支护强度进行数值模拟研究，从而
得到让压140mm后围岩变形控制在工程允许的范围内所需要达到的支护强度。
支护强度从0.05MPa增加到0.2MPa，顶底板移近量从207mm降低到117mm，两帮移近量从255mm降低到129mm，支护强度达到0.2MPa时巷道围岩的变
形量满足工程要求。达到0.2MPa的支护强度，支护成本较为合理且施工不存在
较大难度，因此在初始支护完成后，经过大幅度让压过程(让压140mm)再施加
0.2MPa的支护强度能够更有效地控制围岩变形，工程上容易实现且经济上也更为合理。
3.1 支护方案确定
由数值模拟分析可知，让压140mm，施加0.2MPa以上的支护强度，可使围岩变形控制在工程允许范围内，在邢东矿-980m水平主副暗一联巷进行试验，根据临
近巷道的矿压监测记录及工程经验，该让压过程所需时间约在25～40d左右，选
择在一次支护30d后进行二次支护。采用支护形式为：一次支护采用锚杆+锚索
联合支护，二次支护采用全封闭多边形工字钢支架支护+围岩注浆加固。其中，全封闭多边形工字钢支架顶底承载能力为0.33MPa的强度，侧梁承载能力为
0.35MPa；由于顶板破碎程度较高，全封闭多边形工字钢支架支设前进行围岩注
浆加固。具体支护参数如下：
(1)锚杆参数φ20mm×2400mm；顶部锚杆间距为800mm，排距800mm，两
帮锚杆间距700mm，排距800mm，顶部、帮部锚杆锚固长度分别为1200mm，900mm，托盘长宽厚均为150mm×150mm×10mm，钢筋梯长度为4200mm，间排距为800mm，预紧力80kN。
(2)槽钢梁锚索参数φ17.8mm×8250mm，间排距1300mm×1600mm，锚固长度2400mm，锚索预应力不低于25MPa。
(3)点锚锚索参数φ17.8mm×8250mm，间排距1600mm×1600mm，锚固长度2400mm，锚索预应力不低于25MPa。
(4)全封闭多边形工字钢支架顶梁和底梁采用28号普通热轧工字钢，两帮采用22号普通热轧工字钢；风门处两架箍并排布置，其他地方500mm一道。
3.2 支护效果监测
采用巷道顶板多基点位移监测仪[11]对邢东矿-980m水平主副暗一联巷支护效果
进行监测，在该联巷中部设置了3个测站，每个测站间隔30m，二次支护完成后立即设置测站。由图5可以看出，在观测期间，试验巷道第1测站总位移量
52mm，位移主要分布在0～4m范围内，该区域位移量为32mm左右，4～6m 之间离层量为6mm，第2测站总位移量为72mm，位移主要分布在0～1m层位和2.5～4m层位，4～8m之间离层量为11mm，第3测站总位移量为55mm，各个层位离层量分布较为均匀，0～2m之间离层量为19mm，2～3m之间离层量为13mm，3～4m之间离层量为14mm，4～6m之间离层量为9mm，从变化趋势来看，顶板主要变形时间集中在第15～35d之间，之后顶板各层位变形趋于稳定。
从监测站所得的监测数据分析可知，采用新的支护方式巷道围岩的变形量比较小，顶板总变形量能够控制在52～72mm之间，同时使巷道围岩变形在较短时间内能达到稳定趋势，该支护形式对围岩的控制效果能满足工程的要求，图6为该联巷的支护效果图。
(1)通过理论分析得出了控制围岩变形所需支护强度随围岩变形量的增大而减小的关系，提出了“让压—支护”支护理念，即软弱围岩二次支护应经过较大程度的让压后进行支护。其中：一次支护的支护体应具有较好的“柔性”，即要适应围岩的变形，又能在围岩变形期间保证持续的工作阻力；二次支护应在一次支护尚未失效之前进行，二次支护应具有相对较高的支护强度。
(2)结合邢东矿-980m水平具体地质条件，采用数值模拟确定了不同让压条件下保持巷道围岩稳定所需的最小支护强度，得出不同让压程度条件下控制巷道围岩变形在工程允许的范围内所需的最小支护强度，得出在一次支护完成后让压140mm 后施加0.2MPa的支护强度，可使围岩变形控制在工程允许范围内，该支护强度工程上容易实现且经济上也更为合理。
(3)在邢东矿-980m水平主副暗一联巷进行了试验，并对试验巷道顶板位移情况进
行了实时监测，监测数据显示，试验巷道的顶板总变形量能够控制在52～72mm 之间，较好地满足了巷道支护要求，监测期间巷道顶板位移量逐渐趋于平稳，“让压—支护”支护技术能够较好地控制软岩巷道的围岩变形破坏。
【相关文献】
[1]詹平.高应力破碎围岩巷道控制机理及技术研究[D].北京：中国矿业大学(北京)，2012.
[2]何满潮，李国峰，王炯，等.兴安矿深部软岩巷道大面积高冒落支护设计研究[J].岩石力学与工程学报，2007(5).
[3]牛双建，靖洪文，张忠宇，等.深部软岩巷道围岩稳定控制技术研究及应用[J].煤炭学报，
2011(6)：914-919.
[4]李学华，姚强岭，张农.软岩巷道破裂特征与分阶段分区域控制研究[J].中国矿业大学学报，2009(5)：618-623.
[5]Gurtunca RG，Keynote L.Mining below 3000m and challenges for the South African gold mining industry [A].In： Proceedings of Mechanizes of Jointed and Fraetured
Roek[C].Rotterdam：A.A.Balkema，1998，3-10.
[6]于学馥.轴变论与围岩变形破坏的基本规律[J].铀矿冶，1982(1)：8-17，7.
[7]冯豫.我国软岩巷道支护的研究[J].矿山压力与顶板管理，1990(2)：42-44.
[8]朱浮生，郑雨天.软岩巷道围岩流变与支护相互作用[J].矿山压力与顶板管理，1996(1)：6-8.
[9]柏建彪，王襄禹，贾明魁，等.深部软岩巷道支护原理及应用[J].岩土工程学报，2008(5)：632-635.
[10]李大伟，侯朝炯.围岩应变软化巷道锚杆支护作用的计算[J].采矿与安全工程学报，2008，25(l)：124-127.
[11]贾后省，郭书英，王雪颖，等.巷道顶板多点离层监测仪的设计与应用[J].煤炭工程，2012(9)：110-113.
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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
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煤矿软岩支护技术研究 摘要：软岩巷道的支护一直是困扰我国煤矿的难题。本文主要对软岩巷道支护技术进行了摊探讨。介绍了软岩分类及特性、软岩支护理论与技术、软岩巷道支护设计应注意的几个问题。随着深部矿井的开采，巷道支护难度增大，围岩稳定性变差，顶板跨落、底鼓严重，结合某矿具体地质条件，采用锚网喷支护、锚索加强支护、滞后注浆联合支护形式，为该矿区巷道支护提供了新验。针对柳海矿区煤系地层软岩强度低，变形快等特点，提出了软岩巷道破坏的主要原因规律和治理经验。 关键词：软岩；支护技术；底鼓；高应力；联合支护 0引言 随着我国煤炭资源的日益减少，大中型矿井的开发逐渐向深层及海域发展，而随着开采深度及广度的增加，处于成岩松软强度低易风化潮解遇水膨胀的软岩巷道，在高应力地压的作用下，稳定性变的极差，支护更加困难，给安全生产带来了前所未有的严峻考验使煤炭开采成本不断增加，严重阻碍了我国煤矿工业的生产建设和发展，因此探索一套切实可行解决软岩治理难题的新途径。 1软岩分类及特性 软岩是指在工程力作用下，能够产生显著变形的工程岩体。由于是非均质、非连续的岩体，具有复杂的变形力学机制，并具有大变大地压、难支护的特点。随着矿井开采深度的增加，原来很少有软矿井，现在逐步呈现软岩特征，某些岩层首先进入软岩状态。软岩巷道的维护问题一直困扰着我国煤矿的生产和建设。随着采深的增加，地应力增大，煤矿软岩巷道的支护更加困难。我国很多地区都是典软岩矿区，都出现了软岩巷道支护设计困难的情况。[1] 2软岩支护理论与技术 2.1 新奥法 新奥法为新奥地利隧道施工法，国际上称为NATM。20世纪70年代传入我国。在铁路、水电、煤矿等工程领域推广应用。新奥法的概念是接岩石力学围岩支架共同作用的基本原则制定的。其主要意图是调动围岩自身的承载能力。尽可能地控制围岩变形，防止围岩松动。以达到施工最大安全度和最好的经济效果。新奥法主要内容有：围岩与支护共同发挥承载的作用；初始支护应采用柔性结构；建立二次支护的概念；调整支护参数和重视涌水处理等。[2] 2.2 二次支护理论 实践表明，在高应力、膨胀性软岩巷道用一次支护，特别是使用强刚性支护
关于软岩支护技术
关于软岩支护技术 前言 巷道支护是井工开采工程的核心，是一切安全生产和效益的基础，随着开采条件的日益恶化，采深的迅速增加，支护对井工开采的制约作用日趋明显，先进采矿方法能否实现，在很大程度上取决于巷道支护状况和有效断面能否得到保证。 第一节，深井巷道围岩强化支护技术体系及实践 一，深部高应力巷道：常规支护不能满足要求的一类巷道。 1，采用传统的架棚支护、锚杆支护都不能有效维护巷道。 2，以德国为代表采用U型钢可缩性支架、壁后充填、预留变形量架棚支护的方式，也不能有效维护巷道。 3，常常在掘进时就需要多次卧底、返修。 为此：出路在于发展新型锚杆类支护综合治理比较乐观，目前遇到的大部分问题可以得到解决或改善。 如：德国向我国输入U型钢可缩性支架、壁后充填技术，在德国使用范围400-600米深，可是在我国达到400米深度就解决不了我国的问题。 二，深部支护问题： 1，相当一部分埋深达到800-1000米的深井巷道支护难度不大，可以采用常规的支护技术解决，因此深井巷道支护并不都属于复杂困难支护巷道，我们关心的焦点是深部难支护巷道称为深部
支护问题。 2，它通常是指主要由于巷道埋藏深度导致的围岩较高的水平应力，使相对软弱的岩体发生大范围破坏，并产生大变型的一类工程支护问题。 三，复杂困难条件： 1，由于地层运动和成岩过程产生的强构造应力集中区，水平应力通常较大；这类构造区域内巷道变形有自身规律，其中顶板支护的安全可靠性要求较高。 2，膨胀性岩体、泥质岩体遇水泥化等条件，由于物理化学原因导致的岩体力学承载性能的衰减、岩体的变形等。 3，由于开采造成的次生应力集中区产生的巷道支护问题。 四，深井软岩成为支护重点： 1，深部高应力巷道的两个显著特点： （1），原始应力水平相对围岩强度高。 （2），采动附加应力更趋强烈、围岩破碎区范围进一步加大，不易形成结构效应。 2，时间效应强烈、变形速度快，不易长期维护： （1），第一类，围岩软弱型、即软岩巷道； （2），第二类，采动影响型、即动压巷道； （3），第三类，深井高应力型、即深井巷道； 五，巷道大变形、难以支护原因： 1，围岩松软破碎：单轴抗压强度﹤10-20MPa；
(完整word版)软岩支护指南
综述 松软岩层是指粘结性差、强度低、易风化、有时遇水膨胀、自稳能力差的岩层。它是破碎、软弱、松散、膨胀、流变、强风化蚀变和高应力岩体的统称。 泥质系列：泥岩、页岩、粘土岩、粉砂质泥岩、沙质页岩 火山岩蚀变系列：沈北的蚀变玄武岩等 软岩巷道的特征 开掘在松散软弱岩层中的各种巷道，最明显的特征是地压显现比较剧烈，巷道维护困难，主要表现在以下几个方面: 1.围岩的自稳时间短、来压快 所谓自稳时间，就是指在没有支护的情况下，围岩从暴露起开始失稳到冒落的时间。软弱岩石巷道的自稳时间仅为几十分钟到几个小时，巷道来压快，要立即支护超前支护，方能保证巷道围岩不致冒落。 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、变形量打、持续时间长。一般软岩汉高掘后的1~2天，变形速度少的5~10mm/d,多的达50~100mm/d，变形持续时间一般25~30d，有的长达半年以上仍不能稳定。 3.围岩的四周来压、底鼓明显 在较坚硬岩层中，围岩对支架的压力主要来自顶板，中硬岩层围岩对支架的压力来自于顶板和两帮，但在松软岩层巷道中则四周来压、底鼓明显。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（）的作用下，以垂直变形为主，垂直变形中又以底鼓为主。
底鼓明显是软岩巷道的重要特征，如果巷道没有底鼓或底鼓不明显，围岩就不是软岩。如烟巷道四面来压，如果底板不支护，将出现一个支护结构的薄弱带，巷道破坏首先就是从不设防的底板开始，又因底鼓导致两帮移近和失脚，知道片帮冒顶，巷道全部破坏。 4.围岩遇水膨胀、变形加剧 软岩一般都含有亲水性很强的蒙脱石、伊利石等粘土矿物的岩石，这些岩石遇水后软化，体积急剧膨胀，因而变形也更剧烈，产生很大的膨胀压力。 5.普通的刚性支护普遍破坏 软岩巷道变形量大、持续时间长，普通刚性支护承受的变形压力很大，施工后很快就发生破坏，必须再次或多次翻修后巷道才能使用。这是刚性支护不适应软岩巷道变形规律的必然结果。 软岩巷道支护支护困难原因分析 1.岩层程艳年代晚，胶结程度差 2.岩石强度低 3.节理发育，岩体破碎 4.围岩应力水平高 （1）巷道埋深大 （2）构造应力大 （3）集中应力作用 5.岩石吸水膨胀 软岩分类 普式岩石分级法
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。包括表层垂直应力、构造应力等等。岩层积水也造成巷道围岩粘土软化，强度降低，产生形变的原因。流变力学特性，这是岩石结构中重要的力学特性，对岩体工程的长期稳定紧密相关，随着岩体工程的时间与岩体内部结构的变化而加剧。 对于工程技术层面，一是施工方法对岩层的影响，不同的巷道开挖顺序、施工工艺对巷道围岩的稳定带来了不同的影响。二是巷道断面的形状，工程对于不
软岩巷道“让压-支护”围岩控制技术与应用
软岩巷道“让压-支护”围岩控制技术与应用 贾后省;王志刚;冯井龙;段仰鹏;杜丙申;楚义雷 【摘要】为了得到软岩巷道合理的二次支护时机，以及在工程上易于实现、经济上合理的二次支护强度，通过理论分析得出了控制围岩变形所需支护强度随围岩变形量的增大而减小的关系，提出了“让压-支护”支护理念。结合现场具体地质条件，采用数值模拟确定了不同让压条件下保持巷道围岩稳定所需的最小支护强度，得出让压140mm后施加0.2MPa的支护强度，可使围岩变形控制在工程允许范围内，该支护强度工程上容易实现且经济上也更为合理；并在邢东矿-980 m水平主副暗一联巷进行试验，一次支护采用锚杆＋锚索联合支护让压，二次支护采用全封闭多边形工字钢支架＋围岩注浆加固，同时对试验巷道进行了围岩变形监测，监测数据表明该支护技术能较好地控制围岩变形。%In order to determine rational supporting time and intensity of soft-rock secondary supporting , it was obtained that support-ing intensity reduced with surrounding rock deformation increased by theoreti cal analysis and “Yield-supporting” concept was put https://www.360docs.net/doc/be19146671.html,bining geological condition , numerical simulation was applied to obtaining minimum supporting intensity for keeping roadway stable under different yielding conditions .It was concluded that exerting 0.2MPa supporting intensity after 140mm yielding could effec-tively control surrounding rock deformation within engineering permission , this supporting intensity could be realized easily and was e-conomical.On-the-spot test was made in connection roadway at -980m level of Xingdong Colliery.First supporting applied anchored bolt+anchored cable and secondary supporting applied whole closed I
大断面、联合支护技术在软岩巷道中应用
大断面、联合支护技术在软岩巷道中的应用 摘要： -440大巷为软岩巷道，围岩松散破碎，以泥岩、沙质泥岩为主，为满足矿井发展需要，对-440大巷进行大断面扩修。在分析巷道岩性的基础上，提出联合支护的施工方案，并进行工业性试验，验证支护方案的可行性。 abstract： -440 roadway in soft rock roadway， surrounding rock is loose and broken， and is dominated by mudstone and sandy mudstone. to meet the demand of mine development， we expend -440 roadway. based on the analysis of lithology of roadway， the paper puts forward the construction of combined support program， and takes industrial test and verifies the feasibility of supporting programs. 关键词：软岩；大断面；联合支护 key words： soft rock；large cross section；joint support 中图分类号：tu94+2 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）18-0130-02 0 引言 随着平煤天安股份公司的迅速发展，平顶山天安煤业股份有限公司六矿加快了矿井改造速度，朝着全国一流矿井方向发展。为矿井发展需要，对二水平-440大巷进行大断面扩修，通过研究施工中存在的问题，制定支护方案，最终提高矿井经济效益。 1 地质概况
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。根据地质 力学的评估，地应力和高应力是导致围岩和支护发生变形的主要原因，随着采矿 深度的不断增加，地应力影响严重的会导致变形甚至是坍塌情况发生。 2.2支护原理 巷道采掘中，岩体的原始岩应力会重新分布并会出现被破坏的情况，不仅促 使围岩自身的裂痕扩展和向巷道空区变形，随之而来的受力情况也会发生变化； 对于硬岩巷道由于其高强度可以控制松动区的出现，而软岩巷道的支护，要求向 回应力形成一定的塑形区且达到最大承载力为最佳。软岩支护主要产生的力学效 应之一是围岩使作用于支护体上的承载力减小，另一个是应力由集中向围岩深部 偏移。因此，软岩巷道支护的关键点在充分利用和改善围岩的自承受能力。 3煤矿软岩巷道掘进支护中的施工技术 3.1锚杆联合支护技术 锚网喷技术实施期间，需把锚杆固定在坚硬、固定的岩石层面上，以免周围 岩石发生松动而产生破坏，在此基础上，将混凝土喷射在受力的围岩表层，形成
巷道软岩支护
巷道软岩支护 摘要：软岩巷道如何进行科学支护一直是工程技术人员必须面对的问题。伴随 着开采深度的不断增加，软岩巷道所处环境的地应力会愈来愈高，特别是在地质 构造活动强烈的地区，软岩巷道的支护效果及稳定性就更加难以保证。本文针对 巷道软岩支护展开了简单的讨论，以供参考。 关键词：煤矿软岩巷道；支护技术；研究 引言 软岩巷道建构起来的支护，直接关涉深层级的井内安全，应当予以注重。矿 井周边范畴以内的压力、顶部凸显的压力，都增添了原有的支护要求。为保障平 常的采掘顺利，应当明晰软岩形变的多重成因，明晰支护机理。结合场地特有的 真实状态，选出适宜情形下的支护方式，保证巷道稳固。 1软岩概述 软岩是容易发生塑性变形的岩体。软岩的形态通常是泥岩、粉岩状。其主要 特点为：质地软、硬度小、形态松、整体散。根据化学成分、理化特性、结构特 点把软岩分四类：低强度高膨胀型类别、高应力型类别、破碎性类别、复合型类别。分别具有以下特点： 1.1低强度高膨胀型类别的软岩特性主要有：塑造性好、易于膨胀、便于流动、扰动性高、崩解性强等，其岩质松软、易碎、强度低，软岩中存在的泥质成 分和含有的膨胀性物质微粒，使得软岩很容易出现塑性形变，一旦接触到水分容 易发生形变（软化、膨胀等），对风化、震动等承受能力薄弱。当巷道围岩是此 类型软岩时，围岩耐扰动力差，容易变形，给支护工作造成很大难度。 1.2高应力型软岩的特性主要有：并不是岩体本身的性质属于软岩，随着开 采深度达到一个程度，岩性也随之改变，变为具有软岩特征。随着煤矿开采技术 的发展，矿井开挖的深度在持续增加，有的煤矿因为受到的上覆岩层重力大幅度 加大，从而导致应力场复杂多变；在应力较高的时候，一旦有扰动发生，将会对 围岩产生较大的影响，导致围岩易于破坏，出现新裂纹，产生膨胀效应。 1.3破碎性型软岩的特性主要有：围岩岩层纹理相异、缝隙错综多样、岩层 细碎、稳定性能不好。受该特征的影响，施工作业人员在执行巷道开挖和支护过 程中比较困难，施工危险因素较多，可能会发生事故。 1.4复合型软岩通常指低强度高膨胀性软岩、高应力软岩、极破碎软岩的任 意组合方式。 2软岩巷道支护原理与支护原则 2.1支护原理 巷道围岩岩体属于软岩结构时，支护关键点在于探索和充分利用软岩的自身 承受能力。需要对施工岩层进行特征分析，掌握地压情况，通过科学的设计手段，使支护结构和作业过程足以应对围岩变形的任何情况，以此实现控制巷道围岩形 变和巷道安全的目的。 2.1.1应使支护结构的承受能力（强度）与围岩的自承受力有较好的适应性， 与围岩形变相适应。事实论证，仅仅依靠增加支护刚度来强化巷道支护，很难实 现预期效果。 2.1.2采用卸压适宜、加固和支撑相结合的技术措施。当围岩岩层应力较高时，进行适当的卸力；当围岩岩层形变较大时，预留适当的余量；当围岩岩层结构散碎，要进行及时加固，防止坍塌。
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。 2.4 巷道支护施工技术的研究
软岩巷道支护概述
软岩巷道支护理论概述 1 软岩巷道支护理论的国外发展情况 1．1 早期理论 20世纪初发展起来的以海姆、朗肯和金尼克理论为代表的古典压力理论认为，作用在支护结构上的压力是其上覆岩层的重量 。 但随着开挖深度的增加，人们发现古典压力理论许多方面都有不符合实际之处，于是，坍落拱理论(也称为松软压力理论)应运而生，其代表有太沙基理论和普氏理论。此类理论认为：坍落拱的高度与地下工程跨度和围岩性质有关。其最大贡献是提出巷道围岩具有自承能力。 20世纪50年代以来，人们开始用弹塑性力学来解决巷道支护问题，其中最著名的是Fenner公式和Kastner公式。 1．2新奥法 到了60年代，奥地利工程师L．V．Rabcewicz(腊布希维茨)在总结前人经验的基础上，提出了一种新的隧道设计施工方法，称为新奥地利隧道施工方法(New Austrian Tunneling Method)，简称为新奥法(NATM)，目前已成为地下工程的主要设计施工方法之一。1978年，L．Mttller(米勒)教授比较全面地论述了新奥法的基本指导思想和主要原则，并将其概括为22条。其中主要的是： 1)围岩是隧道的主要承载结构，初期支护和最终衬砌仅仅起封闭作用，其目的是在围岩中建立承载环或三维承载球壳。 2)如果要求用围岩来支护隧道，则必须尽可能维持围岩强度。因此，要尽可能防止围岩松动和大范围变形。松动和变形会引起围岩强度逐渐衰减，为了维持围岩强度，应根据时间和围岩应力变化，选择适当的支护手段。 3)为了选择最佳承载环结构，必须正确估计时间对围岩特性的影响(或对围岩与衬、砌共同体特性的影响)。为此，要求进行初期实验室试验，特别是洞内位移量测试验。其中最重要的参数是岩石类别、直立自稳时间及变形速度。 4)衬砌和永久支护必须是薄壳型，以减小衬砌受弯机会，从而减少挠曲断裂。其必要强度靠钢筋网、钢拱架和锚杆达到，而不是加厚衬砌或支护截面。 5)按静力学观点，隧道被看作是由岩石、支护结构和(或)衬砌构成的厚壁管。作为1根管子，只要不开槽口，它就是静定的。因此闭合非常重要，围岩特性变化主要取决放这根“管子”的闭合时间。 6)隧洞的主要承载部分是围岩。围岩的强度主要取决于单个岩块之间的摩擦力，因此，必须尽一切可能防止围岩的松动，保持围岩的原有抵抗力。
煤矿软岩巷道联合支护技术探讨
煤矿软岩巷道联合支护技术探讨 随着对煤矿开采深度的加深和开采规模的扩大，软岩巷道出现了不同程度的变形，这给煤矿安全作业带来了极大的威胁，本文首先介绍了煤矿软岩的概念和特性，随后指出煤矿软岩巷道联合支护存在的问题，根据多年的工作经验结合软岩巷道支护原理，分析煤矿软岩巷道的支护方法。 标签：煤矿；软岩巷道；支护问题；联合支护 1、引言 随着煤矿开采深度的加深和开采规模的不断扩大，软岩巷道支护和维护问题显得越来越突出，软岩问题越来越严重，直接影响到煤矿的高效、安全生产。随着科学技术水平的迅速发展，软岩巷道支护技术正经受着经济、社会和环境的严峻挑战，软岩联合支护技术对保证煤矿安全生产、提高煤矿企业的经济效益具有重要作用， 2、煤矿软岩概述 多年以来，在国际上对软岩的概念没有统一标准，不同国家对软岩的定义也不一样，上个世纪90年代，国际岩石力学学会才对软岩进行了权威定义，将软岩分为两大类，一个是地质软岩，另一个是工程软岩。地质软岩大部分是受到自然因素的影响形成的，主要包括风蚀和水蚀等。工程软岩大部分是由于外部工程力作用导致岩体出现明显的塑性变形，主要包括工程扰动和残余应力等。在分析影响工程软岩力学因素的基础上采取合理的支护措施，才能解决软岩巷道问题。软岩具有临界荷载和临界深度两个特性，临界荷载是软岩本身具有的一种物理属性，通过软岩工程力学实验发现，当软岩外部压力低于临界荷载时，在岩体内部不会发生明显的改变，整个岩体变现为比较稳定的状态，相对应的力学曲线也保持平直，但是在人为条件下，在增加岩体外部工程压力的作用下，使压力逐渐趋近于临界荷载，通过观察岩体力学曲线，该曲线呈现出加速上升的趋势，这表明岩体内部的预应力增加，若继续增加工程压力到超过软岩临界荷载时，岩体就会发生明显的变形，力学曲线呈现为垂直下降的状态，力学曲线终点横坐标要远低于零点坐标，将曲线定点称为软岩的临界荷载。临界深度和临界荷载是一组相对应的概念，分析两种软岩的特性，临界深度可以更加直观的反应出软岩塑性变形情况，在巷道比较浅的位置，软化临界深度比较小，软岩不会出现明显的变形，在这种条件下进行的支护施工工作比较容易，如果巷道的位置达到软化临界深度情况下，围岩将会产生较大的塑性变形，在此条件下进行的支护施工工作比较困难。相关技术人员在岩体软化临界深度之前就要进行支护施工，这样不仅可以降低施工难度，还可以保证施工的质量。 3、煤矿软岩巷道支护面临的问题 煤矿软岩巷道变形破坏是一个连续的过程，在发现软岩巷道变形的早期，巷
巷道围岩控制方法与支护方式
巷道围岩控制方法与支护方式 [摘要]在煤矿生产过程中，巷道围岩控制与巷道的支护是非常重要的环节，关系到煤炭生产的高产高效与采煤安全生产。降低巷道围岩应力，提高围岩的稳定性，合理选择支护是巷道围岩控制的主要途径。本文主要阐述了巷道围岩压力及影响因素、巷道围岩控制措施、方法和巷道保护与支护措施等技术问题。 【关键词】巷道；围岩控制；支护方式 在煤矿生产过程中，巷道围岩控制与巷道的支护是非常重要的环节，关系到煤炭生产的高产高效与采煤安全生产。降低巷道围岩应力，提高围岩的稳定性，合理选择支护是巷道围岩控制的主要途径。回采导致的支承压力不但数倍于原岩应力，并且，影响范围大。巷道受回采影响后，围岩应力、围岩变形成几倍、几十倍急增。巷道围岩控制的实质是利用煤层开采引起采场周围岩体应力重新分布的规律，正确选择巷道布置和护巷方法，使巷道位于应力降低区内，防范回采引起的支承压力的影响，控制围岩压力。本文主要阐述了巷道围岩压力及影响因素、巷道围岩控制措施、方法和巷道保护与支护措施等技术问题。 1、巷道围岩压力及影响因素 1.1、围岩压力 （1）松动围岩压力。因巷道挖掘而松动、塌落的岩体，其重力直接作用在支架结构物上的压力，表现为松动围岩压力载荷形式，如支护没有有效控制围岩变形，围岩形成松动垮塌圈时，造成松动围岩压力，顶压显现严重。 （2）变形围岩压力。支护可控制围岩变形的发展时，围岩位移挤压支架而出现的压力，即：变形围岩压力。在围岩、支护力学体系中，围岩与支架互相作用，围岩就对支架施加变形压力。弹性变形压力是围岩弹性变形时作用在支架上的压力，弹性变形出现的速度很快，变形量相当小，围岩、支护相互作用的过程，实际作用较小。塑性变形压力是因为围岩塑性变形和破裂，围岩向巷道空间位移，使支护结构受压，这是变形围岩压力的基本形式。塑性变形的状况由巷道塑性区和破裂区的范围所决定。塑性区的扩展具有时间效应，它不再扩展时，围岩变形速度就下降。 （3）膨胀围岩压力。 与变形压力不同，它是由吸水膨胀导致的。从表面上看，膨胀压力是变形压力，而两者的变形机制完全不同。一个是与水发生理化反应；一个是围岩应力与结构效应。