软岩巷道支护技术
煤矿软岩巷道支护技术
煤矿软岩巷道支护技术摘要:本文主要对煤矿软岩巷道支护技术进行了分析,概述了软岩的概念和分类以及软岩的工程特征,并探讨了煤矿软岩巷道支护存在的问题,最后从三个方面对煤矿软岩巷道支护技术问题进行了研究,具体包括软岩巷道支付的技术关键分析,最佳支护时间分析以及软岩巷道支护的对策。
关键词:软岩巷道联合支护巷道变形1 软岩的基本概念1.1 软岩的基本概念工程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。
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。
该定义的主题词是工程力、显著变形和工程岩体。
工程岩体是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、黏弹塑性变形,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。
1.2 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。
(1)软化临界深度:与软化临界荷载相对应的存在着软化临界深度。
一般来讲,软化临界深度也是一个客观量。
当巷道的位置大于某一开采深度时,围岩产生明显的塑性大变形、大地压和难支护的现象;但当巷道位置较浅,小于某一深度时,大变形、大地压的现象明显消失。
浅议软岩巷道支护技术
【 关键词 】 软岩 巷道 ；变性特征 ；压 力特、 锚喷一 弧板支护理论、 松动 圈理论 以及高预应力 、强力支护 理论 ，其 中联合 支护 理论、松 动圈理论应用较广，高预应力、强力
支护是本世纪初 我国学者提出来的支护理论 ，在条件适宜时也可 以 应用。应用联合支护理论和松动圈理论作为理论基础时 ，在具体操 作时下面 几点值得注意 。 ３ ． １ 选择合理的巷道断面 由于松软岩层地质情况非常 复杂 ，巷道支 护不 单纯 受岩 层的重 力作用 ，有时周 围都受到很大 的膨胀压力 ，甚至有 的巷道 的侧压 比 顶压大几倍 。若采用常规 的直墙半 圆拱 或三 心拱形 断面显然难 以适 变形 大 ，易发生底 鼓 ，软岩巷道 支护是煤 矿巷道 支护 的难 点和重 应 ，往往造成巷道 的破坏和失稳 。因此 ，合 理选 择断面形状对维护 松软岩层巷道 的稳定尤为重要 。巷道 断面形 状，主要应根据地压的 点。 大 小 和 方 向 来 选 择 。若 地 压 较 小 ， 选 用 直 墙 半 圆 拱 形 断 面 是 合 理 １软 岩巷道的围岩 变形和压力特 征分析 软岩 的力学 性质对 围岩稳 定性有重 要影 响 ，根据 许多井 下观 的；若巷道 周围均受到很 大的压力，则以选 择圆形巷道断面为宜 ； 测，可归纳出软岩巷道 的围岩变形有 以下特征 ： 若垂直方向压力特别大而水平压力较小时，则选用直立椭 圆形断面 （ １ ） 围岩变 形有明显的时 间效应 。表现为初始变形速度很快， 或近似椭 圆形断面是合理的；若水平方向压力特别大而垂直方 向压 变形趋 向稳定后仍 以较大速度产生流变 ，且持续时间很长 ，有的达 力较小时 ，则 应选用 曲墙或矮 墙半圆拱带底拱 、高跨 比小于 ｌ 的断 数年之久。如不采取有效 的支护措施 ，则 由于 围岩变形急剧加大 ， 面或平卧椭圆形断面。 势必导致巷道失稳破坏 这种变形特征 明显地表现出蠕变的三个变 ３ ． ２ 选择合理的巷道位置 形阶段，即减速蠕变、定常蠕变和加速蠕变 。 合理 选择巷 道位 置是保证 巷道 处于稳定 状态 最关键 的决策 之 （ ２ ） 围岩变形有明显的空间效应 。其一表 现为 围岩与掘进工作 选择巷道位置应着重考虑 以下两 个方面 。 面 的相列叫 立 置对其力学状 态的影响 ，通 常在距工作面 １ 倍巷宽 以远 （ １ ）岩石性质 应尽 量将巷道布置 在遇水膨胀 量小 、质地均 的地方就基本上不受掘进工作面 的制约 ；其二表现为巷道所在深度 匀 、较坚硬 的岩石 内。在 同一条巷道 内，即使 围岩性质 只有微 小的 不仅对 围岩 的变形或稳定状态有 明显影 响，而且影 响程度 比坚硬岩 差异 ，巷道压力 的显现也有明显的差别。 （ ２ ） 支 承压力的影响。实践证 明，回采动压是造成煤层底板 层大得多 。 （ ３ ） 围岩变形对应力扰动和环境变化非常敏感。表现为当软岩 岩石大巷破坏 的主要 原因。煤层开采 以后 ，其底板岩石 大巷的压力 巷道 受邻近 开掘 或修 复巷 道、水的浸蚀 、支架折损失效、爆破震动 就有 明显的增加 。底板 岩石大巷 与煤层 距离 的大 小和 落煤方 式有 以及采动 等的影 响时，都会 引起巷道 围岩变形 的急剧增长 。 关。用 风镐 落煤 时，岩石大巷距煤层在２ ｏ ￣３ ｏ ｍ 时 ，基本上可不受 （ ４） 软岩巷 道不仅顶板下沉量大和容 易冒落 ，而且底板也强烈 动压的影 响。而放炮 落煤时，岩石 大巷煤层４ ０ ｍ以外还仍然会遭到 鼓起，并常伴随有两帮剧烈位移 。尤其是粘土层 ，浸水崩解和泥化 破坏。除了避 免支承 移动压力的影响外，还必须避开采场上下 固定 引起的底鼓更为严重 。如淮南谢一矿测试结果表 明，顶板下沉量 、 支承压力的影响范围 ，应把巷道布置在应力 降低 区或原岩应力 区内 巷帮内移 量与底 鼓量的比值 一般为 ｌ ： ｌ ：２ 。因此 ，防止水 的浸蚀和 为 最 好 。 底板治理成为软岩巷道 支护的重要课题 。 ３ ． ３ 控 制 爆 破 保 护 围岩 （ ５ ） 软岩巷道的 自稳时间短。松软围岩的 自稳 时间通常 为几十 软岩巷道掘进必须采用浅 眼小炮 、光爆等控制爆破 ，多采用预 分钟到十几 小时 ，有 的顶板一暴露就立 即冒落 ，这主 要取 决于 围岩 留光面层 的光面爆破 ；必要时采用风镐或手镐等 人工成形 掘进 法。 暴露面 的形状和面积 、岩体 的残余强度和原岩应力 。因此在 决定巷 对特别松软破碎者可采用临时超前锚杆等前探支护手段或 者采 取注 道掘进方式和支护措施时必须考虑到巷道围岩的 自稳时间。 浆或化学加 固等技术措施并尽量减 小水 的影 响。以确保 围岩强度与 稳定性 ，减小爆 震波 的影 响和开 挖后重新 分布应 力 的扰动影 响范 ２ 软岩巷道围岩变形量构 成分析 在未经采 动的松软 岩体内开 掘巷 道时，其围岩变形量主要由以 围 。 下三 部分 组 成 （ 图１ ）： ３ ． ４及时采用柔性或可缩性 的～次支护 （ １ ） 掘巷引起的围岩变形 量，它 一般发生在巷道掘进的初期 。 软岩巷道掘进后应尽早喷射薄层混凝土、封 闭围岩 ，以防止吸 （ ２ ）围岩流 变引起 的变形 量，它在巷道 整个 服务期 内都会 发 水、潮 解风化，进一步保护围岩。然后打锚杆或加金属网、复喷、 生。 架可缩 金属支架等，及时构成有足够支护抗力又有足够的柔性及可 对于 软岩有 不 同的定义 。第一种 是根据 岩石 的单轴抗 压强度 把 ＜ ２ ０ ａ 的岩层称 为软岩 ：第 二种种定义是 “ 软弱岩层是 指强度低、孔隙度差 、胶结程度差 、受结构面切割及风化影响显著 或含有大量膨胀性粘土矿物 的松 、散 、软 、弱岩层 ”；第三种 定义 是“ 软岩是指在巷道工程力的作用下能产生 显著变形 的工程岩体 。” 软岩巷道 围岩强度低 ，结构松软 ，易吸水膨胀 ，因而巷道 围岩
深井软岩巷道支护技术研究
当代化工研究99Modern Chemical Research丿丿2019•06技术应用与研究深井软岩巷道支护技术研究*刘廷（汾西矿业正佳煤业有限责任公司山西041399）摘要：正佳煤矿巷道围岩属于软岩巷道，巷道掘进支护后围岩变形量大，且难以控制，基于此，笔者在对巷道破坏影响因素分析的基础上，对矿井的软岩巷道支护方案进行了设计，并对巷道支护效果进行监测分析，结果表明：采用锚网索喷支护+底板采用注浆锚杆联合支护方式进行巷道支护在控制围岩变形和治理软岩巷道底臓等方面具有良好的效果”关键词：煤矿；软岩巷道；底鼓；围岩控制中图分类号：T文献标识码：AStudy on Support Technology of Soft Rock Roadway in Deep MineLiu Ting(Fenxi Mining Zhengjia Coal Industry CO.,LTD.,Shanxi,041399)Abstracts The surrounding rock of Z hengjia Coal Mine roadway belongs to soft rock roadway,and the deformation of s urrounding rock after roadway excavation and support is large and difficult to control.Based on the analysis of i nfluencing f actors of r oadway damage,the author designs the supporting scheme of s oft rock roadway in mine,and monitors and analyses the supporting effect of r oadway.The roadway support with bolt-mesh-cable-shotcrete support and f loor combined with grouting-bolt support has good effect in controlling surrounding rock deformation and controlling floor heave of s oft rock roadway.Key words：coal mine；soft rock roadway；floor heave\surrounding rock control1•矿井概况正佳煤矿巷道围岩属于I类软岩，矿井主采的煤层为3号煤层，埋藏深度在600〜800m之间，平均深度在700m,矿井属于深部开采矿井，地应力较高。
浅谈软岩巷道支护技术与应用
米村矿２ 扩大 区轨道石门车场为半 圆拱型断面 ， ６
２ ．软岩巷道多表现为巷道四周受压 ，且为非对称 性，巷道开挖后不仅顶板变形易冒落 ，巷道两帮也容易
出现外 鼓和 冒落 ，同 时也有 可 能产 生强烈 的底 膨现 象 。
净宽３ ０ ｍ ８ ０ ，净高３ ０ ｍ ０ ０ ，壁 厚１０ ｍ ５ ｍ ，全长 约６ ｍ ０ 。巷 道周 围存在老巷较 多，围岩破碎 ，所穿岩层为泥岩 、
３ ．软 岩巷 道 变 形 随矿 升 的开 采 深度 增 加 而 增
术 、成本等方面都具有优 势，因此，多媒体调度通信
将 是 未 来 电力 系 统 调 度 通 信 的发 展 趋 势 。ｌ 盔 ，
参考文 献
【 郭经红．软交换 平台在 下一代 电力通信 网络 中的应 用 Ｉ． １ ］ Ｊ ］
坏 。这 时 如果 用 不适 应 软岩 大 变 形 的 刚 性支 架 ，将 很
断 的提高 ，如锚 网喷一锚索 、架棚 喷浆一 注浆等联合
支护技术 的逐 步发展 成熟，使得巷 道支护有效地得到
改善。
一
快被压垮 ，所 以支护时必须根据这一特点，要在控制
下 允许 软 岩 一 定 的变 形 量 出现 。
杆数量 ，实行多打锚杆 ，使顶 部围岩形成整体 。
三、软岩 巷道 的支护要 求及对 策
根据软岩 的特 点，在支护方面不 能单纯提 高支 护 刚度 的方法 来提 高支护 效果，单 纯提 高支护 刚度会使 巷道 支护体 系迅速遭 到破 坏，经常造成 前掘后翻的局
面 ， 再 者 单 一 支 护 方 式 不 能 更好 的 发挥 支 护 作 用 。软 岩巷 道 支 护 是 支 护 结 构 和 围 岩 结 构 相 互 调 节 ， 相 互 控
煤矿软岩巷道支护技术的研究及发展
值， 不随 时 间的变化而变化 。 当荷 载超 过 这一 临界值 后， 岩层的 塑性 形
４ ． １ 软岩 巷道支 护的技术关键 根据 软岩 的力学特 点， 要使 软 岩巷 道支 护取得成功 要把 握好 三个
变 会出现 明显的 加速 现象 ， 这一 临界 值的 荷载 成 为临 界荷载 。 荷 载小 技术关 键 ： 正确的确 定软岩 变形机制 的复合型 、 将 复合型有效的 转化为 于临 界荷载 时岩层称为硬岩 ， 荷 载超过 临界荷 载后， 岩层的 塑性 形变不 单 一性 和合 理的运 用复合型变性 力学机 制的 转化 技术 。 在 支护设 计时 稳 定， 此 时称 为软岩 。 另外一 个特性 是软化 临界深 度， 软化 临界深度与 不能只进行单一型的支护 设计， 要根据每 个受力点的力学特 性使用联 合 软化临 界荷载时 相对应 的。 当巷 道深度小于某一深 度时， 岩层变形 不 明 支护方式 ， 设计 最适合 复合型变形力学特点 的支护方案 ， 确保软 岩巷道 显， 不会 出现 大变 形 ， 但是 当巷 道位置超 过这一深 度后， 岩层会有 明显 支护的综合性 能。
２ ． 软岩巷道变形破坏的原因及特点
随着 煤 矿的 开采 ， 巷 道深 度的 不断 增加 ， 巷 道围岩构 造也 越来 越 塑性工作 状态 ， 形成塑性 区。 此 时如果 没有 及时有效 的进行支 护处理 ， 复杂 ， 如 果围岩处于 软岩层就容 易造成巷道 的不稳定 ， 引起巷道 四壁 的 塑性 区就会发生较 为严重 的形变 ， 从 而形成松 动破坏 区。 松动破 坏区不
薹 臻寨 煤矿软岩巷道 支护来自术的研究及发展 谢拓
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【 摘要】本文主要对软岩的概念进行了简 单的介绍， 并指出了 如今煤 拱 肩和巷 道拱部变形尤 为严重， 经常出现 凸起和墙体开裂等现 象。
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。
深部软岩巷道支护技术研究
深部软岩巷道支护技术研究1. 引言1.1 研究背景深部软岩巷道是指岩石中深埋处于较高地应力状态下的巷道。
由于深部软岩的强度较低，岩溶作用较强，岩体结构较复杂，深部软岩巷道在工程施工中往往面临较大的支护难度和风险。
随着我国经济建设和交通基础设施建设的不断发展，深部软岩巷道工程的需求越来越大，对支护技术提出了更高的要求。
目前，国内外对深部软岩巷道支护技术的研究也逐渐增多，一些新的支护方法不断涌现，为工程实践提供了更多选择。
由于深部软岩巷道的特殊性和复杂性，现有的支护技术仍存在许多不足之处，例如支护效果不理想、施工难度大、施工周期长等问题。
对深部软岩巷道支护技术的研究仍然具有重要意义，有待进一步深入探讨和改进。
【研究背景】的明确，有助于引导研究人员深入开展相关工作，提高深部软岩巷道工程施工的技术水平和质量。
1.2 研究目的研究目的主要是通过对深部软岩巷道支护技术的研究，探讨如何有效地提高巷道的稳定性和安全性，降低工程施工风险，为工程建设提供可靠的技术支持。
具体包括以下几个方面的目的：1. 分析深部软岩巷道的岩体特征，了解其力学性质和变形规律，为选择合适的支护措施提供依据。
2. 探索深部软岩巷道支护技术的研究方法，寻找适合实际工程的有效解决方案。
3. 改进和创新现有的支护技术，提高巷道的支护效果和工程质量。
4. 基于实践案例的经验总结，提出结论，并为未来深部软岩巷道支护技术的研究方向和应用推广提供建议和借鉴。
1.3 国内外研究现状国内外在深部软岩巷道支护技术方面的研究取得了一定的进展。
国内主要集中在深部软岩巷道支护技术的应用实践和经验总结上，已形成了一套较为成熟的支护技术体系。
采用高强度锚杆支护、锚网喷锚等技术，有效控制软岩巷道的塌方和失稳问题。
而国外则更注重对深部软岩巷道岩体特征及支护技术的理论研究，以及新型材料和装备的应用。
在岩体力学、岩土工程、支护材料等方面取得了很多创新性成果。
目前国内外在深部软岩巷道支护技术研究中仍存在一些共性问题，如对于软岩巷道的合理支护结构设计以及支护材料的选择等方面的系统研究不足。
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。
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世上无难事，只要肯攀登
软岩巷道支护技术
（一）软岩巷道支护原理（1）巷道支护原理
软岩巷道支护时软岩进入塑性状态不可避免，应以达到其最大塑性承载能力
为最佳；同时其巨大的塑性能（如膨胀变形能）必须以某种形式释放出来。
软岩支护设计的关键之一是选择变形能释放时间和支护时间。
（2）最佳支护时间和时段
岩石力学理论和工程实际表明，硐室开挖之后，围岩变形逐渐增加。
以变形
速度区分，可划分三个阶段；即减速变形阶段、近似线性的恒速变形阶段和加速变形阶段。
最佳支护时间是以变形的形式转化的工程力PR 和围岩自撑力PD 最大，工程支护力最小的支护时间
图7-34 最佳支护时间TS
（二）软岩巷道常用支护形式
（1）锚喷网支护
锚喷网支护系列是目前软岩巷道有效、实用的支护形式。
喷射混凝土能及时
封闭围岩和隔离水。
网不仅可以支承锚杆之间的围岩，并将单个锚杆连结成整个锚杆群，和混凝土形成有一定柔性的薄壁钢筋混凝土支护圈。
锚喷网支护允许围岩有一定的变形，支护性能符合对软岩一次支护的要求。
根据围岩条件，也可以不喷射混凝土，仅选用锚网、桁架锚网、钢筋梯锚网、钢带锚网支护，也可以二次喷射混凝土支护。
（2）可缩性金属支架
U 型钢可缩性金属支架具有可缩量和承载能力在结构上的可调性，通过构件
间可缩和弹性变形调节围岩应力。
在支架变形和收缩过程中，保持对围岩的支护阻力，促进围岩应力趋于平衡状态。
我国在U 型钢可缩性金属支架架后充。