高应力软岩工作面巷道失稳机理探析及支护对策研究
《高应力软岩巷道置孔释压支护理论与技术研究》
《高应力软岩巷道置孔释压支护理论与技术研究》篇一一、引言随着矿山开采的深入和地下工程的发展，高应力软岩巷道成为了一种常见的地质环境。
这种环境下的巷道支护是一个具有挑战性的技术难题，特别是在置孔释压支护方面，理论和技术研究显得尤为重要。
本文旨在探讨高应力软岩巷道置孔释压支护的理论基础和技术应用，为相关工程提供理论支持和技术指导。
二、高应力软岩特性分析高应力软岩的主要特征包括：地质条件复杂、岩石强度低、易发生变形和破坏等。
这些特性使得在高应力软岩巷道中进行置孔释压支护变得困难。
因此，需要对高应力软岩的特性进行深入分析，以便为支护设计提供依据。
三、置孔释压支护理论置孔释压支护是一种通过在巷道周围钻孔，释放围岩应力，从而达到支护目的的方法。
其理论基础主要包括以下几个方面：1. 应力转移理论：通过钻孔将围岩中的高应力转移到低应力区域，降低围岩的应力集中程度。
2. 能量释放理论：钻孔过程中释放围岩的弹性潜能，降低围岩的能量积聚。
3. 变形协调理论：通过合理布置钻孔，使围岩变形协调，提高巷道的稳定性。
四、置孔释压支护技术研究置孔释压支护技术的研究主要包括钻孔设计、钻孔施工、支护材料选择和支护参数优化等方面。
1. 钻孔设计：根据巷道的地质条件和支护要求，确定钻孔的位置、直径、深度和间距等参数。
2. 钻孔施工：采用合适的钻进方式和钻具，保证钻孔的质量和效率。
3. 支护材料选择：根据围岩特性和支护要求，选择合适的支护材料，如锚杆、钢拱架等。
4. 支护参数优化：通过现场试验和数值模拟等方法，对支护参数进行优化，提高支护效果。
五、实例分析以某高应力软岩巷道为例，分析置孔释压支护技术的应用。
首先，对巷道的地质条件和支护要求进行调查和分析；其次，根据理论指导进行钻孔设计和施工；然后，选择合适的支护材料和参数进行支护；最后，对支护效果进行监测和评估。
通过实例分析，验证了置孔释压支护理论的有效性。
六、结论与展望本文通过对高应力软岩巷道置孔释压支护理论与技术的研究，得出以下结论：1. 高应力软岩的特性分析为置孔释压支护设计提供了依据。
高应力软岩巷道支护技术探讨
高应力软岩巷道支护技术探讨受到高应力作用的软岩巷道，其围岩自稳时间短、变形速度快、变形量大、持续时间长，对于巷道围岩的变形较难控制。
针对高应力作用的软岩巷道力学特性以及支护机理，进行了较为深入的研究，并对支护材料以及支护参数进行较为合理的选择，确定采用高强锚杆+锚索+锚注相互结合的支护技术，能够有效的发挥支护体的支撑以及承载的作用，較好的解决了高应力软岩巷道所面临的支护难题。
标签：高应力；软岩巷道；支护技术；矿井深部0 引言由相关数据得知，目前我国已探明的埋深在1000m以下的煤炭储量所占比例为53%，因此我国矿井的开采深度正在不断的增加，平均矿井采深以大约8～12m/年的速度持续增加着。
而深部开采存在着地应力高、岩溶水压高以及地温高等特点，对矿井进行深部开采很容易使得巷道出现明显变形并面临着支护困难等问题。
因此，要对高应力软岩巷道的支护技术进行深入的研究，以求提高煤炭的开采速度以及安全性，并降低支护所需的成本。
1 国内外高应力软岩支护技术概况软岩指的是具有松脆、膨胀以及出现风化现象等的岩层，其具有十分不稳定的特点，并且矿压显现较为明显。
当在软岩中进行采掘活动时常常会出现较大的变形，有的变形甚至达到几米。
软岩巷道所面临的支护问题对于各个国家的采矿界来说都是一个技术难题。
部分西欧国家对于高应力软岩的巷道支护问题运用“新奥法”理论，将不同断面的矿用型钢设计为可缩性金属支架，而像俄罗斯、土耳其等国家则仍然运用多种不同类型的金属支架来对高应力软岩巷道支护问题进行处理。
然而，这些进行支护的方式往往都存在一定程度的局限性：首先，这并不能从根本上来解决高应力作用下的巷道支护问题；其次，这些支护方式都存在着施工十分复杂的问题，并且一但原有的巷道支护遭到破坏再进行支护的修护就会更加困难；最后，运用这些支护方式都面临着成本较高的问题。
在美国以及澳大利亚等国家则运用以锚杆为主要组成的支护体系，体系中包括高强、超高强锚杆、组合锚杆以及全长锚固锚杆等形式，并且还推出锚索来对支护材料的强度进行提高，还能够增强锚固着力点所能到达的深度。
高地应力软岩巷道支护技术研究与实践
炭
工
程
２ １ 第 ４期 ０ ０年
煮 鹄瘴力 聱 零避辜妒技术研究 与寥践
张 士 同 ，张 庆 和
（ 莱芜 市万 祥 矿 业 有 限公 司 潘 西 煤 矿 ，山东 莱 芜 ２ １０ ） ７ ７ １
摘
要 ：随 着矿 井 开采 深 度增 加 ，巷 道 开挖 后 变形加 快 ，变形 量加 大、维修 费 用增 加 ，不
措施。
关键 词 ：高地 应 力 ；软岩巷 道 ； 支护技 术
中图分类 号 ：Ｔ ３ ３ Ｄ ５
文献标识 码 ：Ｂ
文章编 号 ：１７ — ９ ９ ２ １ ）４０ ３ －３ ６ １ ０ ５ （０ ０ ０ －０ ２０
生显著的塑性变形和流变。
随着开采深度 的增加 和锚杆 支护技 术 的推 广应用 ，潘
组断层 ，其中最 大断层 Ｆ ２落 差 ３ ３— ５～６ ｍ；穿 过 的岩层 ０ 有煤 ９ 、煤 ８ 、一 灰 、煤 ７ 、煤 ５（ 部分 层 ） 局 、煤 ４ 、煤 ３ （ 局部分层 ） 、粉砂岩 、泥质粉砂岩 、薄层粗砂 岩、细砂 岩、 砂质页岩 、砂质泥岩 等 ，岩石 松 软、破碎 、易垮 落 ，尤其
７０ ｍ ×７ ０ ｍ；锚 索 为 １． ｍ ×６ ０ ｍｍ， 排 距 为 ０ｒ ａ ０ｍ ７８ ｍ ００ ２０ ｍ ４ ０ ｍ，每 排 ３根 ，拱 顶 、两 肩 窝 各 １ ， 每根 锚 索 采 用 根 三 支 Ｍ Ｋ ８５０ 型 树 脂 锚 同 剂 同 定 。使 用 ￣ ｍ 钢 筋 焊 Ｓ ２／０ Ｉ ￣ｍ 网 ，混 凝 土 为 Ｃ ０ ２ ，喷 厚 为 １０ ｍ。 ５ｍ 采 用 一 掘 一 喷 ，即 爆 破 后 初 喷 做 临 时 支 护 ，初 喷 ３ ０—
等 技术 措 施 ，效 果 较 为 理 想 。
深井高应力软岩回采巷道支护对策分析
深井高应力软岩回采巷道支护对策分析深井高应力软岩回采巷道支护对策分析[摘要]本文通过对一般回采巷道支护效果的分析与研究，对现今高应力软岩回采巷道支护方式中存在的缺乏之处进行了总结，并就在低围岩状态下，高应力软岩回采巷道具有的特殊变形破坏性进一步的解析，针对回采巷道中存在的问题提出了有效的解决对策。
中图分类号：TE245 文献标识码：A 文章编号：1009-914X40-0178-01随着我国加大了对煤矿的的需求与开采，浅部煤矿资源正日渐枯竭，加之开采深度的愈大，地应力水平也就愈高，有一些在浅部低应力环境下呈硬岩特征的岩石，到了深部高应力的环境下那么就转换成为了难支护的软岩，成为高应力软岩类型。
虽说像德国、英国等产煤大国已经有了很多关于深部开采的经验，但是也都未对高应力软岩工程总结出有效的支护方式。
本文就对目前在高应力软岩回采巷道支护中的缺乏之处进行了分析，并提出相应的解决对策一.深井高应力软岩回采巷道支护存在的问题分析随着煤矿开采深度的增加，覆岩自重压力及构造应力也随之增大，普遍使用的锚杆支护或者是工字钢棚支护方式愈加难以控制，由于深井高应力围岩软化等都会引起变形或者是破坏的问题，主要表现在以下几个方面。
第一，使用工字钢棚支护时，在初期时支架对围岩形成的约束力不大，无法对其变形进行控制，造成较大的松动范围；在后期时支架更是难以承受围岩变形对其施加的压力，因此导致发生棚梁弯曲、下沉，支护失效，巷道断面减小等各种问题，影响到运输、通行的平安。
第二，如果使用常规的锚杆支护，它本身的围岩自承圈厚度就很小，通常来说只有600mm，无法与较大的围岩压力相抵抗。
第三，由于受到构造应力或者是高应力的极大影响，在巷道结构中比拟薄弱的地方会首先出现变形、围岩松动等情况，继而由于受到破坏形成破碎区，随着破碎区逐渐的开展会造成围岩自承圈受损。
当深井高应力软岩巷道使用的是常见的锚网支护时，它本身就对围岩外表没有较强的约束力，无法对围岩的局部破坏神之破碎区的逐渐开展进行遏制，因此导致围岩破坏。
高应力软岩巷道破坏机理及其支护理论研究
引言
度梯度 和附加应 力 ， 围岩 产生 离层 ， 使 导致 深部巷 道围岩稳 定性
作业环境恶 化、 生产成本 急剧 增加 ， 对深 随着我 国经济的迅猛 发展， 近年来我 国煤炭需求 量和煤 炭产 控制与支护 的难度加 大、 部资源开采提出 了一 系列严 峻挑 战。文 中主要针对 深部 高应力 量 日益增长 。２０ ０４年原煤产量为 １ ．６亿 ｔ２０ 年 为 ２ ． 亿 ｔ ９５ ，０ ５ １１ ， 对深部 预测 ２ ０ 年达到 ２ 亿 ｔ并在今 后相 当长一 段时 间 内仍需 保证 软岩巷道的破坏机理及其理论 研究现状做 了综合性 阐述 ， ０６ ２ ， 煤炭的高产稳产 。我 国预测的煤炭资源总量约 ５ ９ 亿 ｔ其中 ， ０５ ２ ，
高 应 力 软岩 巷 道 破 坏 机 理及 其 支 护理 论 研 究
王 如 秋
摘 要： 阐述 了高应力软岩巷道的破坏机理 ， 论述 了其支护理论研 究 的现状 ， 并对今 后深部软岩巷道 支护的发展方 向进
行 了展望， 给巷道支护 的理论研 究发展 和工程实践提供 了一定 的指 导。
关 键 词 ： 应 力 ， 道 ，பைடு நூலகம்护 高 巷 支 中图分类号 ： ４７ ＴＵ ５ 文 献标 识码 ： Ａ
３０ ｏ
加 固层 的沉 降量 ， 对减小下卧层沉 降量作用并不 明显。 当置换率 达 到一定值 时， 固层沉 降 量、 卧层沉 降量 和整个 复合地 基的 加 下 沉 降量减小 幅度就 不很 明显。２ 增加 桩长则加 固层 的沉 降有所 ） 增加 ， 但远小于下卧层沉 降 的减小 幅度 ， 整个 复合地 基 的沉 降量 减小， 通过增加桩长来控 制 变形 、 少 软土地基 的沉 降量效 果 比 减 较 明显 。３ 当桩身 刚度小 于某 一值时 ， ） 随桩身 刚度的增 加 ， 固 加 层沉降减小 的比较 大 ， 而下 卧层 沉 降减小 的较小 ， 是整个 复合 但 地基沉 降量减小 的比较大 ， 能起到较明显的加 固效果。
浅谈高应力软岩下的岩巷支护
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浅谈 高 应 力软 岩 下 的岩 巷 支护
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（ 龙煤黑龙 江 鹤 岗 １ ５ ４ １ ０ ７ ）
［ 摘 要］ 益 新煤 矿为 鹤 岗矿业 集 团公 司开 采深度 较 深 的矿井 ， 地 面 标高５ Ｏ 米。 随着 开采 深度 的不 断增 加 ， 井 下岩巷 将处 于 更高 的地应 力环 境 中 ， 尤其 在地 质 构造 活动 强 烈的地 区 。 井 下巷 道支 护稳定 性更 加难 以保证 。 本 文就高 应力软 岩 的形成条 件进 行 了讨 论 ， 在掌 握高应 力软岩 巷道 的变形 特征 和支护 原理 的基础 上 ， 对 ３ 种 不 同的支 护方 式在 三水 平北 一石 门一 ９ ２ 中组 运输 石 门进 行 了实 践与 观测 ， 结 果表 明 采用注 浆锚 索技 术为 最适 合高 应力 软岩条 件 下的巷 道支 护方 式 。 ［ 关键 词］ 高应力； 软岩 巷道 ； 注浆 锚索 技 术 中图分 类号 ： Ｔ Ｄ３ ５ ３ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ４ ） １ ｌ 一 ０ ２ ３ ３ — ０ １
岩、 页岩、 煤 层及 灰岩 。
按 水灰质 量 比 ｌ ： ２ Ｊ Ｊ ｌ 入 到拌料 桶 内 ， 搅 拌均 匀 ， 再按 水泥 重量 的８ ％ 加添 加 剂。 添 加剂可 确保浆 液的稀释 度 ， 确保 注浆 过程不堵 塞注浆 管路 。 搅拌 均匀后 开 始 高压 注浆 ， 注 浆压 力不 小于６ Ｍｐ ａ 。 根据实 际 围岩情 况每 孔注 浆量为 ０ ． ３ — — ０ ． ７ ｍ３ ， 扩 散半 径约 为 １ ． ６ 米。 注浆过 程 要保证 一 次注 完 。 待注 浆完 毕后 及时 封堵 锚索 尾部 的封堵 头 。
高应力软岩条件下煤矿巷道支护研究与实践
第２ ７卷 第３ 期
２０ ０ ７年 ９月
西
安
科
技 大 学 学 报
Ｖ １２ Ｎ ． ０． ７ ｏ３ Ｓ Ｉ Ｙ Ｏ ＣＥ Ｅ Ａ Ｄ Ｔ Ｃ Ｏ Ｏ Ｙ ＯＵ ＮＡ Ｆ Ｘ Ｎ Ｕ Ｉ Ｅ ＳＴ Ｆ Ｓ Ｉ ＮＣ Ｎ Ｅ ＨＮ Ｌ Ｇ
构造复杂的地 区， 井下巷道支护及稳定性更加难以保证。研 究高地应力软岩环境 下巷道科 学的 支护方式是保证煤矿安全采掘深部煤层的关键之一。因此 ， 高应力软岩的基本概念及 形成条 就
件 进行 了讨论 ， 掌握 高应 力软 岩巷道 的 变形特征 和 支护原 理 的基 础上 ， 以芙 蓉矿 区 白皎煤 矿 在 并 井下 高应 力软 岩巷 道 支护 为对 象 ， ３种 不 同的 支护 方 式进 行 了研 究 与 实践 ， 果表 明预 留 刚 隙 对 结 柔层 支护方 式 为最佳 的适合 高应 力软岩 条件 下 的巷道 支护 方式 。 关键 词 ： 高应 力 ； 岩巷 道 ； 道 支护 ； 留刚 隙柔 层 支护 软 巷 预 中图分 类号 ：Ｄ３ ３ Ｔ ５ 文献 标识码 ： Ａ
Ｒｏ ｄ ｙ ｓ ｐ ｏ ｔｎ ｆ ｍ ｉ ｅ ｉ ｉ ｗ ｆ ｈ ｇ ｅ － ｔ ｅ ｓ ｓ ｆ ｏ ｋ ａ ｗａ ｕ ｐ ｒ ｉ ｇ ｏ ｎ ｎ ｖ ｅ ｏ ｉ ｈ ｇ ｏ ｓ ｒ ｓ ｏ ｔｒ ｃ
Ｄ ｈ－ ｎ Ｓ Ｎ Ｇ ｏｗ ｎ Ｕ Ｚ ｉｕ ，Ｕ ｕ－ｅ ｊ
ａ ｄｅｅｕｅ ｉ ｋｎ ｉ ｅ － ｒｓ ｓｆ ｒｃ ｏｄ ａｓ ｕ ｐ ｒｎ ｆ ａ ｉ ｏ ｎ ｕｏ ｇ ｎ ｘｃ ｔ ｗｔ ｔ ｉｇｈｇ ｇｏｓ ｅｓ ｏ ｋ ｒａｗ ｙ ｓｐ ｏ ｉｇｏ ｉａ Ｃ ａ Ｍｉｅｉ Ｆ ｒｎ ｄ ｈａ ｈ ｔ ｔ ｏ ｔ Ｂ ｊｏ ｌ ｎ Ｍｉｉ ｒ ｓ ｂｅｔ ｈ ｓｌ ｎ ｉ ｔ ｔａ ｒ ｄｇ ｐｆ ｘｂ ａｅ ｕ ｐ ｒｎ ｓｉｎｉ ｔｅｂｓ ｎｎ Ａ ｅ ａ ｊｃｓ ｅｒ ｕｔ ｉｄｃ ｅ ｈ ｔ ６ ａ ｅ ｉｌ ｌ ｒ ｐ ｏ ｉｇｆ ｈｏ ｓ ｈ ｅｔ ｇ ａ ｏ ．Ｔ ｅ ｓ ａ ｉ ｌ ｅ ｙ ｓ ｔ ａ
高应力软岩条件下金矿巷道支护研究与实践
高应力软岩条件下金矿巷道支护研究与实践摘要:随着矿山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,尤其在地质构造活动强烈的地区,井下巷道支护及稳定性更加难以保证。
研究高地应力软岩环境下巷道科学的支护方式是保证金属矿采掘深部矿层的关键。
因此,就高应力软岩的基本概念及形成条件进行了讨论,在掌握高应力软岩巷道的变形特征和支护原理的基础上,并以河南嵩县萑香洼金矿区井下高应力软岩巷道支护为对象,对三种不同的支护方式进行了研究与实践,结果表明预留刚隙柔层支护方式为最佳的适合高应力软岩条件下的巷道支护方式。
关键词:高应力软岩巷道巷道支护预留刚隙柔层支护随着萑香洼金矿区服务年限不断增加,矿区采矿逐步由地表浅部向深部转移。
随着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,尤其在地质构造活动强烈的地区,残余构造应力比较大,岩石的力学性质也发生了变化,结果给矿区巷道支护及稳定性带来了很大的难度,从而成为制约企业向深部开采的瓶颈。
因此,研究高地应力软岩环境下巷道科学的支护方式是保证矿井采掘深部煤层的关键,本文以河南嵩县萑香洼金矿区高应力软岩巷道为研究对象,对其支护方式进行了研究与实践,获得了适合该条件下巷道的最佳支护方式,可为同类巷道的支护和维护所借鉴。
1 高应力软岩形成条件长期以来岩石力学与工程界仍未就软岩的概念达成共识,文献[1]认为,在高地应力区经常遇到一类特殊岩体,当其处于地表浅部或低地应力条件下,岩体显示出较坚硬的特征；处于高地应力环境时,当围压较低时,岩体尚具有较高的强度和弹性模量,当围压较高时,则岩体表现出“软岩”特征。
一般而言,高应力软岩的形成有如下几个原因。
(1)组成高应力软岩的大多数岩石均为较坚硬的岩石,单轴饱和抗压强度R≥25MPa。
(2)岩体较破碎,其强度和弹性模量相对较低,流变性较强。
因为高地应力环境使开挖前的岩体处于高围压环境,岩体结构面处于闭合状态,是稳定的,且有一定的强度和模量；开挖后围岩处于低围压环境,结构面不闭合,岩体强度和模量较低。
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高应力软岩工作面巷道失稳机理探析及支护对策研究郭远博、聂守江2(1.河南能源化工集团永煤公司，河南永城476600; 2.河南能源化工集团永煤公司新桥煤矿，河南永城476600)摘要：针对新桥煤矿2107综采工作面高应力软岩巷道围岩变形量大、维护困难问题，通过理论分析、数值模拟、现场实测的方法，对巷道破坏过程及影响软岩巷道失稳的因素进行了研究。
最终确定顶板采用锚杆组合支护、两帮采用高强锚杆加长锚固，在巷道围岩中形成预应力结构控制巷道围岩变形。
现场应用表明：在回采过程中，顶板下沉量累计约232 m m，两帮最大移近量累计约192 m m，可满足巷道正常使用。
关键词：综采工作面；高应力软岩巷道；巷道失稳；巷道支护中图分类号：TD353 文献标志码：A 文章编号：1003 -0506(2015)08-0054-04Study on Instability Mechanism and Supporting Measures of High Stress Soft RockRoadway on Fully-mechanized Working FaceGuo Yuanbo1,Nie Shoujiang2(1. Yongcheng Coal Company,Henan Energy Chemical Industry Group Co.,Ltd.,Yongcheng476600,C hina；2. Xinqiao Coal Mine ,Yongcheng Coal Company,Henan Energy Chemical Industry Group Co. ,Ltd. ,Yongcheng476600, China)Abstract ： According to the problem of surrounding rock deformation and difficult to maintain of high stress soft rock roadway on 2107 fully-mechanized working face,by using theoretical analysis,numerical simulation ans field m easurem ent,factors of impacting soft rock instability were analysed in the paper. The supporting scheme was finally determined that using bolt combined supporting, and high- strength bolts were used in the two sidewalls to prolong the section of anchorage effect,whose purpose was to form prestressed structure and to control the deformation of surrounding rock of roadway. Field application results show th a t： in the coal wining process, the max roof convergence was 232 m m,the max moving quantity of the two sidewalls was 192 m m,and supporting effect can meet the normal usage of the roadway.Key w ords ： fully-mechanized working face； high stress soft rock roadway ； roadway instability ； roadway supporting近年来煤矿顶板事故频发，顶板瞬间垮落是危 及矿井作业人员人身安全的主要因素，因此，对高应 力软岩巷道支护强度要求逐步提高[1_3]。
由于软岩 巷道支护过程中顶板岩性的限制，虽然采用高强锚 杆支护，但是有限的支护长度无法起到有效的悬吊 作用，受到采动影响后，顶板岩石随着锚网支护体大 面积垮落[4_5]。
需要提高对高应力综采工作面软岩 巷道的破坏原因、方式认识，探求导致巷道支护方式 不合理、巷道变形严重等问题根源所在[6]。
本文以 新桥煤矿2107综采工作面轨道巷为研究对象，通过 理论分析、数值模拟等手段，最终得到影响该段巷道收稿日期：2015 -05 -27作者简介：郭远博（1971 —），男，河南永城人，工程师，1997年毕业 于中国矿业大学，现从事采掘管理工作。
范围内顶板破坏的影响因素，得出针对顶板、两帮不 同的支护方案，建立分区围岩控制体系。
现场实践 表明，支护效果良好。
1概况1.1工作面采矿地质条件2107综采工作面近似为孤岛工作面，面长200 m，推进长度1 961 m，2107综采工作面开采2#煤层，煤层埋深337. 2 m，其厚度最小2. 12 m，最大6.54 m，平均2.78 m，煤层裂隙发育，属复杂结构。
煤层 的顶底板状况见表1。
1.2回采巷道支护方案2107轨道巷沿二2煤层顶底板掘进，断面为倒 梯形，净宽4 200 m m，毛宽4 400 mmQ 2107轨道巷表1煤层顶底板情况顶底板岩层名称厚度/m岩性描述基本顶粉砂岩 4. 46深灰色，坚硬直接顶泥岩、砂质泥岩16. 80黑色致密，含植物化石直接底砂质泥岩 1.78黑色，脆，遇水膨胀基本底细砂岩11.46深灰色，坚硬采用“锚网带+锚索”支护。
顶板辅以018. 9 mm X 6 300 m m锚索加强支护，锚索沿巷中两侧按双排布 置，间排距1 600 mm X 2 400 mm。
两帮支护采用 “020mm X 2 200 mm高强错杆 + 1 000 mm X 2 200 m m平焊铁丝网+ 1 400 mm X 4 000 m m阻燃多孔 网”的形式，锚杆矩形布置，间排距均为800 mm，从 顶板向下250 m m开始起锚，顶帮均挂单层平焊铁 丝网。
2107轨道巷支护方案如图1所示。
图1 2107轨道巷支护方案2107综采工作面推进200 m后，通过现场观 测，回采巷道的采动影响范围为工作面前方110〜 120 m，工作面前方30 m处矿压显现剧烈，巷道断面 由设计时的11.2 m2缩小至9.2 m2，通风、行人以及 运料较困难，严重影响安全生产。
2巷道破坏因素及过程分析2.1巷道破坏因素(1)巷道围岩应力。
2107综采工作面及其周围 巷道附近应力集中程度高，顶板运动剧烈。
2107轨 道巷埋深300〜400 m，通过水压致裂法测量地应 力，结果显示:该轨道巷自重应力14.8 MPa，最小主 应力10.5 MPa，与巷道轴向平行，最大水平应力 29. 6 MPa，与巷道轴向垂直。
与最大水于应力垂直的巷道，顶底板稳定性最差，构造应力对巷道的影响 最大，巷道维护困难。
(2)巷道围岩性质。
2107轨道巷围岩软弱松 散，直接顶为泥岩，厚16.8 m;直接底为砂质泥岩，厚度1.78 m。
采用M TS电液伺服岩石力学试验系 统对巷道围岩物理力学性质进行测试，其结果见表 2〇表2围岩物理力学性质测试结果岩石名称抗压强度/MPa抗拉强度/MPa内摩擦角/(〇)内聚力/MPa变形模量/GPa泊松比2#煤顶板45. 1 2.86034.39.6633.500. 3112#煤12. 50.73932.8 3. 18 2. 750.2832#煤底板27.6 2. 12033.5 6.218.440.330(3)巷道变形破坏情况。
由表2可知，巷道围 岩单轴抗压强度低(/<3)，为软岩巷道。
2107轨道 巷在回采期间底板受开采引起的支承压力作用，岩 层连续性遭受破坏，其导水性因裂隙产生而明显改 变，砂质泥岩底板遇水膨胀，导致底板强度随时间增 长持续降低，引起更大程度的膨胀和软化。
当巷道 受采动影响时，实测垂直应力30〜40 MPa，远高于 顶底板强度，巷道顶板下沉速度快，底鼓变形强烈。
2107轨道巷顶板赋存的软弱岩体不能有效约 束巷道表面的松散顶煤，使其形成整体。
无法增加 围岩体的围压，有效改变围岩的应力状态。
通过现场观察发现，在2107轨道巷矿压剧烈影 响范围内，顶板锚索全部被拉断，其控制范围内的顶 煤漏空，锚索几乎全部失效。
帮锚杆弯曲严重，横向 抗弯能力差，且长度小，不能适应两帮的大变形，造 成锚杆整体向巷道内位移。
锚杆和锚索的锚固长度 均为1.0 m，较小的锚固长度不能在较大范围内控 制围岩径向位移，不适合巷道周边的软弱松散围岩，不能保证锚固效果。
锚索、锚杆选取不合理，无法有 效控制巷道围岩变形。
在2107轨道巷受采动影响时，顶板采用高强锚 杆+普通锚索支护不能有效地控制巷道顶煤，致使 巷道发生大变形和破坏。
巷帮上部锚杆与顶板距离 300 mm，上帮整体向巷道内位移；下帮锚杆与底板 距离500 mm，造成下帮向巷道内强烈位移，巷道呈 倒梯形，同时会引起底鼓。
2.2巷道破坏过程数值模拟分析(1)模型建立。
根据新桥矿地质资料和实验室 岩石力学实验结果，得出煤层及主要岩层力学性能，采用FLAC3D数值计算软件进行模拟，模型长50 m，宽34 m ，岩层平均倾角7°。
计算过程中模型侧面限 制水平移动，模型底面限制垂直移动，模型共划分 28 935个单元，7 631个节点。
(2)数值模拟结果及分析。
运用FLAC 3D数值计 算软件进行模拟计算后得到顶板支护数值模拟结果 如图2所示。
应力/Pa(a )塑性破坏场-4.618 le +006 to -4.000 0e +006—4.000 0e +006 to —3.000 0e +006 —3.000 0e +006 to —2.000 0e +006 -2.000 0e +006 to -1.000 0e +006 -1.000 0e +006 to -0.000 0e +000 -0.000 0e +006 to -1.000 0e +006 —1.000 0e +006 to —2.000 0e +006—2.000 0e +006 to —3.000 0e +006 -3.000 0e +006 to -4.000 0e +006 —4.000 0e +006 to —5.000 0e +006 —5.000 0e +006 to —5.369 8e +006(b )剪切应力场(C )垂直应力场图2巷道原支护方案数值模拟由数值模拟结果可知，顶板上方的塑性变形破 坏较严重，并向两帮及底板延伸，造成巷道角落部位 剪切应力大，该处的变形破坏严重;两帮围岩的破坏深度约1.5m ，底板围岩破坏较严重。