围岩松动圈理论及其在巷道支护中的应用 张金良
煤巷支护设计中围岩松动圈支护理论的应用
煤巷支护设计中围岩松动圈支护理论的应用发布时间：2022-10-12T03:12:07.465Z 来源：《科学与技术》2022年第11期作者：陈健[导读] 在屯兰矿12501运输巷道内，根据围岩松动圈支护理论，运用PHD-2型松动圈测试仪器进行测试陈健鄂托克前旗长城五号矿业有限公司内蒙古自治区鄂尔多斯市 016200摘要：在屯兰矿12501运输巷道内，根据围岩松动圈支护理论，运用PHD-2型松动圈测试仪器进行测试，能初步确定LP的数值—松动圈的厚度值，再进行松动圈的分类。
通过对已测结果的分析，得知巷道围岩松动厚度介于1.3-1.5m之间，按照围岩的分类标准划分，属于中松动圈Ⅲ类一般围岩。
此种情况应按照悬吊理论设计支护参数，以此重新确定该巷道的支护方案。
操作人员通过对现场进行多次测量与实验，验证了巷道的变形量较小，顶底板最大位移接量小于25mm，双侧最大位移量小于35mm，围岩性能依然稳定。
以上数据表明根据围岩松动圈理论来设计巷道支护方式及参数是合理可靠的。
关键词：围岩松动圈；支护理论；测试技术；支护设计前言：煤矿安全生产的重点任务就是巷道支护，所以，巷道支护理论的研究者对于支护理论的研究方法给出了多种解答。
如组合梁理论、组合拱理论、悬吊理论等。
但是这些研究者给出的方法都是基于理论层面，没有经过系统的测算与实践，部分结果具有片面性。
巷道围岩力学特征及其复杂，在应用时，首先要根据巷道实际情况与围岩类型来选择合理的支护理论。
1围岩松动圈的定义如在原始围岩中开挖巷道，直接导致周边围岩应力与强度变化；其次，围岩的受力情况直接由三向变成两向，巷道附近径向应力逐渐消失。
相反，环向应力集中，开挖后围岩变得较为脆弱。
当下降后的围岩强度小于集中应力，围岩处于弹塑性状态，围岩比较稳定，无需考虑巷道支护问题。
当开挖巷道后，围岩破裂将从周边至深处逐渐扩张，直至达到另一个新的三向应力平衡状态后，这时的围岩中极有可能出现一个破裂带，这就是“围岩松动圈”。
一种巷道松动圈的测试方法
一种巷道松动圈的测试方法巷道围岩是一种极其复杂的天然地质体．表现出多种力学特性，难以用一种支护理论来解决巷道支护问题。
因此。
在巷道支护理论研究方面出现了各种各样的学术流派，巷道围岩松动圈支护理论是我国软岩巷道支护领域重要学术流派之一。
该理论几乎不作任何假设假说，测试手段直感性强，易于掌握和操作。
这一理论先后在全国多个矿区得到广泛应用，成功解决了软岩巷道支护的难题，取得了较大的经济效益。
众所周知，采矿等地下工程都需要在地下开挖，形成一定大小的空间，并要保持该空间的稳定，但是在地下开挖后，将会扰动岩石的性质，造成岩石内的应力和岩石强度的变化，产生岩石应力转移、集中和岩石强度的减小，使开挖空间周围岩石发生变形甚至破坏，产生岩石物理状态的改变。
这个在开挖的空间周围所形成的破裂区一般是围绕开挖空间形成环状（图1）。
我们把这个由于应力作用产生的环状破裂带称为巷道围岩松动圈，简称为松动圈。
图1 巷道围岩中的松动圈1-松动圈外边界；2-松动圈范围；3-巷道周边巷道开挖后，破坏了原岩的应力平衡状态，围岩受力状态由三向变成了近似两向。
导致围岩应力重新分布和局部应力集中，造成岩石强度较大幅度地下降。
此时，最大主应力是沿巷道壁面的切线方向。
巷道壁面切应力达到最大值；最小主应力是沿巷道的径向应力。
径向应力在巷道周边为零，向围岩内部逐渐增大。
如果围岩中集中的应力值小于下降后的岩石强度，围岩处于弹塑性状态，围岩自行稳定，不存在支护问题；如果相反，围岩将发生破坏，这种破坏从周边逐渐向深部扩展，直至达到新的三向应力平衡状态为止，此时围岩中出现了一个松弛破裂带，即围岩松动圈。
其力学特征表现为应力降低区即松动圈、塑性区及弹性区，如图2所示。
图2 圆形巷道围岩塑性变形区及应力分布该理论认为松动圈厚度与巷道埋深（地应力）和岩石的强度关系较大，与巷道跨度关系很小。
而松动圈厚度越大，支护越困难。
即原岩应力越大，岩体强度越小，则松动圈厚度就越大，支护就越困难。
围岩松动圈支护理论在煤巷支护设计中的应用
围岩松动圈支护理论在煤巷支护设计中的应用于辉;唐仁学;孔令根;牛智勇【摘要】根据围岩松动圈支护理论，在屯兰矿12501运输巷道内应用 PHD-2型松动圈测试仪进行围岩松动圈范围测试，确定松动圈厚度值LP 并进行松动圈分类。
由测试结果可知，巷道围岩松动圈厚度在1．3～1．5m之间，属于中松动圈Ⅲ类一般围岩，应按照悬吊理论设计支护参数，从而确定适用于巷道地质条件的支护方案。
通过对支护方案进行现场试验并监测巷道表面位移量，证明巷道变形量小，顶底板最大移近量小于26mm ，两帮最大移近量小于36mm ，围岩保持稳定。
这表明根据围岩松动圈理论设计巷道支护方式及参数是合理可靠的，为屯兰矿巷道支护设计提供了技术参考。
%According to the support theory of surrounding rock loose circle ,the extent of surrounding rock loose circle was measured with PHD-2 loose circle tester in the 12501 transportation roadway of Tunlan Mine ,the thickness and type of loose circle was determined .In accordance with test results ,the thickness of loose circle was between1 .3~1 .5m ,which belonged to the middle loose circle and common surrounding rock .The support parameters should be devised according to suspension theory so that the support scheme applied to roadway geology condition could be determined . With field test and monitoring of surface displacement ,it was seen that the roadway transformation was small ,the maximum closer amount of roof-floor was less than 26mm ,and that of the sides was less than 36mm ,the surrounding rock remained stable . The analysis results showed that to design roadway support with loose circletheory was reasonable and reliable ,which provided the technical reference for the roadway support design of Tunlan mine .【期刊名称】《中国矿业》【年(卷),期】2014(000)008【总页数】4页(P115-118)【关键词】围岩松动圈;支护理论;测试技术;支护设计【作者】于辉;唐仁学;孔令根;牛智勇【作者单位】中国矿业大学北京资源与安全工程学院，北京100083;重庆煤矿安全监察局，重庆401121;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【正文语种】中文【中图分类】TD326长久以来巷道支护都是煤矿安全生产的重点问题。
松动圈理论在近距离煤巷支护设计中的应用
・
山 西 焦 煤 科 技
Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ Ｃｏ ｋ ｉ ｎ ｇ Ｃｏ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ＆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｎｏ ． ７
Ｊ ｕ １ ． ２ ０ １ ３
技术经验 ・
松动圈理论在近距离煤巷支护设计中的应用
得巷 道 围岩松 动圈厚 度分 布图 ， 基于松动 圈支 护理论 对该 类巷 道进 行支护设 计 ， 并在 ５ ７ ０ ７巷 中加 以应 用 ， 取得 了 良好 的支护效果 。
１ 松 动 圈实测分 析
８ ７ ０ ５工作 面 ５ ７ ０ ５巷 变形 破 坏严 重 ， 该 巷 道 为矩 形 巷
道， 最 大断 面宽 ４ ． ５ ｍ， 高２ ． ６ ｍ， 平 均埋 深 ２ ２ ６ ． ３ ｍ，
煤层 厚 ０ ． ６ １～ ３ ． １ ８ ｍ， 平均 １ ． ９ ｍ， 层 间对照见 图 １ 。
巷 道开挖 后 ， 围岩 由原来 的三维受 力状 态变化 为
二 维受 力 ， 在 失去第 三 主 应 力 的作 用 下 ， 当巷 道 周 边 应 力超 过岩 石 的强 度 极 限时 ， 巷 道 表 面 围 岩率 先 破
３ 结 论
８ ７ ０ ７工作 面 为 ８ ７ ０ ５面 比邻 工 作 面 ， 其 ５ ７ ０ ７顺 槽与 ５ ７ ０ ５巷 地质 环境 等各 方面极 其相 似 ， 因此 ， 在该
的影 响 ， １ ４ 层 巷 道 压 力 显 现 十 分 明显 ， 支 护 难 度 较 大 。其 中 ， 四 台矿 ， 在 ｌ ２ 层 煤柱 的影 响 下， １ ４ 层
本文 以 ５ ７ ０ ５巷 为研 究 对象 ， 利 用 钻 孔 摄像 仪 对
围岩松动圈理论及其在巷道支护中的应用 张金良
围岩松动圈理论及其在巷道支护中的应用张金良巷道围岩是一种天然的复杂地质体，表现出弹性、弹塑性、粘弹性、粘塑性等多种力学特征。
试图用一种理论来解决现场遇到的不同岩性条件和工程环境下的巷道支护问题是十分困难的。
因此，多年来在巷道支护理论研究方面出现了多种：多样的理论学派和计算方法。
从研究开挖后巷道同岩的客观物理状态出发的同岩松动圈理论，作为巷道支护设计的方法以其实用、准确、可操作性强等优点，先后在我国十几个矿区的各类围岩巷道中进行了推广应用，实践证明，以该理论为基础的围岩支护方法，以及其确定的支护形式、支护参数是符合现场实际的。
1 同岩松动圈的巷道支护理论1.1 围岩松动圈的定义巷道开挖后，围岩受力状态由三向变成了近似两向，造成岩石强度较大幅度地下降，如果围岩中集中的应力值小于下降后的岩石强度，围岩处于弹塑性状态，围岩自行稳定，不存在支护问题，如果相反，围岩将发生破坏，这种破坏从周边逐渐向深部扩展，直至达到新的二向应力平衡状态为止，此时围岩出现了一个破裂带，把这个由于应力作用产生的破裂带称为围岩松动圈。
1.2 同岩松动圈的巷道支护理论巷道支护施工过程中既不可能及时又不能保证支护体一开始就与围岩密贴，只有待围岩产生足够变形之后才能提供支护阻力，并且围岩在低围压条件通常表现为脆性，弹塑性区的变形引起巷道收敛变形量较小，一般约占5％~25％，从岩石的应力一应变曲线可以看出，岩石在峰值前变形量很小，而峰后岩石体积变形要比峰值前大得多，一般达到8~10倍，峰后破裂同岩体积膨胀变形才是巷道收敛变形的主要原因，因此，仅靠弹塑性等理论进行巷道支护研究是不准确的、不客观的。
而松动圈支护理论是基于围岩中存在松动破碎带的客观情况提出的，足符合地下工程客观实际的。
该理论指山，巷道支护对象除松动圈同岩自重和巷道深部围岩的部分弹塑性变形外，还有松动圈岩的碎胀变形。
1.3 同岩松动圈的巷道支护理论的特点（1）绕过了地应力、围岩强度、结构面性质测定等困难问题，但又抓住了它们的影响结果，即松动圈是一个综合指标。
巷道围岩松动圈测定及支护参数优化
第４２卷第９期能 源 与 环 保Ｖｏｌ ４２ Ｎｏ ９ ２０２０年９月ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＳｅｐ． ２０２０ 收稿日期：２０２０－０５－１２；责任编辑：陈朋磊 ＤＯＩ：１０．１９３８９／ｊ．ｃｎｋｉ．１００３－０５０６．２０２０．０９．０４８作者简介：曹庆华（１９８２—），男，河南永城人，工程师，２００７年毕业于河南理工大学，现从事煤矿管理工作。
引用格式：曹庆华．巷道围岩松动圈测定及支护参数优化［Ｊ］．能源与环保，２０２０，４２（９）：２１７ ２１９，２２３．ＣａｏＱｉｎｇｈｕａ．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｌｏｏｓｅｚｏｎｅｏｆｒｏａｄｗａｙａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉ ｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，２０２０，４２（９）：２１７ ２１９，２２３．巷道围岩松动圈测定及支护参数优化曹庆华（河南能源化工集团永煤公司车集煤矿，河南永城 ４７６６００）摘要：为了对巷道进行有效支护，确保巷道的稳定性，基于研究巷道实际工程概况，采用电磁雷达法对巷道围岩松动圈进行测试，根据不同测线的雷达探测曲线，得到了研究巷道围岩松动圈级别；优化了巷道支护参数，主要包括顶板锚索、帮锚索、顶帮锚杆、一次喷浆、二次喷浆、道底板圆弧形卸压槽的开挖及底板注浆锚索加固等，并进行了巷道表面位移观测。
研究得出，优化后的巷道支护能够有效控制巷道围岩变形。
关键词：围岩松动圈；支护参数；喷浆；圆弧形卸压槽；注浆锚索中图分类号：ＴＤ３５３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００３－０５０６（２０２０）０９－０２１７－０３ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｌｏｏｓｅｚｏｎｅｏｆｒｏａｄｗａｙａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓＣａｏＱｉｎｇｈｕａ（ＪｕｊｉＣｏａｌＭｉｎｅ，ＹｏｎｇｃｈｅｎｇＣｏａｌＣｏｍｐａｎｙ，ＨｅｎａｎＥｎｅｒｇｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＧｒｏｕｐ，Ｙｏｎｇｃｈｅｎｇ ４７６６００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｓｕｐｐｏｒｔｔｈｅｒｏａｄｗａｙａｎｄｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｒｏａｄｗａｙ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｃｔｕａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒｏｆｉｌｅｏｆｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｏａｄｗａｙ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒａｄａｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｕｒｖｅｙｌｉｎｅｓ，ｔｈｅｌｅｖｅｌｏｆｌｏｏｓｅｚｏｎｅｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｗａｓｏｂ ｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｒｏａｄｗａｙｗｅｒｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｒｏｏｆａｎｃｈｏｒｃａｂｌｅ，ｓｉｄｅａｎｃｈｏｒｃａｂｌｅ，ｒｏｏｆａｎｄｓｉｄｅｂｏｌｔ，ｐｒｉｍａｒｙｓｈｏｔｃｒｅｔｉｎｇ，ｓｅｃｏｎｄａｒｙｓｈｏｔｃｒｅｔｉｎｇ，ｅｘｃａｖａｔｉｏｎｏｆａｒｃ－ｓｈａｐｅｄｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｌｉｅｆｇｒｏｏｖｅａｔｒｏａｄｆｌｏｏｒａｎｄｇｒｏｕｔｉｎｇａｎｃｈｏｒｃａｂｌｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｏｆｆｌｏｏｒ．Ｍｅａｎｓｗｈｉｌｅ，ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｒｏａｄｗａｙｗａｓｏｂｓｅｒｖｅｄ，ｔｏｏ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｒｏａｄｗａｙｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｏｆｔｈｅｒｏａｄｗａｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｌｏｏｓｅｒｉｎｇ；ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓ；ｇｒｏｕｔｉｎｇ；ａｒｃ ｓｈａｐｅｄｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｌｉｅｆｇｒｏｏｖｅ；ｇｒｏｕｔｉｎｇａｎｃｈｏｒｃａｂｌｅ０ 引言随着煤矿快速发展，特别是穿过断层破碎带、巷道断面大、地质条件恶化、地压大、采深大的巷道，一般的巷道支护已经不能满足深部破碎的巷道，出现了难支护、支护效果差等特征，严重影响了矿井的安全生产。
围岩松动圈支护理论在破碎巷道修复中的应用
瞧晨 斜牧
一
３
次性 浇筑是 可行的 ， 而且是成功 的， 以依据 围岩强 可
度理论 ， 通过采取 光面爆破 技术 和锚 网喷支护工 艺得
以 实现 。
（） １扎筋 ： 用设计 规定 的型号 为 ｒｎ ｄ ６ ｍ、 采 ｎ 、 ｌｍ ｒ Ｐ ｄ Ｏ ｍ三种钢筋 ， ￣ ｍ ２ 生锈钢筋禁止使用。 （） ２扎丝 ： 钢筋绑扎用 ２ ＃铁丝， 丝长 ３０ ｍ， ２ 扎 ０ ｍ 每
锚 杆作为支 护结构是 以锚杆 群 的形 式 出现 的， 所 说的锚 杆支护指 的是锚杆群的支护。它们和单根锚杆 样， 它将 与松动 圈的发展 与尺 寸有 关。根据 围岩松
一
动圈的发展 和最终尺 寸 ， 就可 以确定锚 杆群 的支 护作
用机理 。
图 ３金属网喷浆全断面支护
＊ 稿日 ２ ７ ０— ８ 收 期： ｏ—９ １ ０ 作者 简介： 高有存（ ６一 ， 毕业于山 １３ ） ９ 男， 东科技大学， 现任兖矿集
图１ 松 动 圈 与锚 杆 支 护机 理 ．
小松 动圈 Ｌ ｖ＜４０ ｍ 围岩碎 胀较 小 ， ０ｍ ， 锚杆 受 力 小 。在巷道工程 中无需锚杆支护 ， 只喷灰沙混凝 土层 ，
防止 岩石 风 化 即可 。
中松 动圈 Ｌ ＝４０～１ｏ ｒｎ围岩碎胀 较为 明显 ， Ｐ ０ ５ ｍ， 需要 给予约束 ， 井巷工程需要采 用锚杆支护为 主体 ， 加 灰沙混凝土层防止风化 ， 锚杆起悬 吊作用 ， 设计 的悬 吊 点是在松动 圈边 界外 的岩石 中， 与传统的悬 吊原理需 要把悬 吊点选择在稳定 的岩层 中有所不同。 大松动圈 Ｌ ＞１ｏ ｍ 碎胀相 当明显。软 岩中地 Ｐ ５ ｍ， 压显现特征为围岩变形量大 、 变形时间长 ， 护不成 功 支 时底臌严重 。成功合理 的支护形式应具备两 方面的特 性： 一是支护抗力大 ； 二是支护要有一定的可缩性。采 用锚杆形 成组合拱 支护 ， 以达到 良好的效果 。组 合 可
围岩松动圈支护理论及在煤层巷道支护中的应用
松动圈客观存在 ， 围岩的碎胀变形远远大于围岩的弹塑 性变形 。 （） ２ 围岩松动 圈分类 方法 。围岩松 动圈 的值 主 要 是 围岩 强度 和围岩应 力 的 函数 ， 它是 一个 含义 丰富 的
隙发育而降低 、 随应力增大而加快的特性 ， 通过测试超 声波在巷道围岩一定深度范围内的传播速度 ， 根据波速 的变化 ， 就可以判定围岩的松动范围 。 ２ ２ 测 试方 法 ． 松动 圈测试 的主 要方 法 为 钻孔 法 。该 方 法分 单 孔 法 和双孔 法 。为 了保 证传 感器 与孔壁 的 良好 接触 ， 要 需 使 用一些 物 质作为 耦合剂 ， 钻孔 法通 常采用 水作 为耦 合 剂 。双孔 法 的测试 方法 是 ， 巷 道 内， 开采 工 作面 不 在 距 同距离 ， 选几个 有代 表性 的巷道 位置 ， 布置若 干组钻 孔 ， 每组 ２ 钻孔 ， 个 两孔 保 持平 行 ， 钻孔 的 深 度要 根据 所 测 地 区 的实 际情 况来 定 （ 深度 必须 大 于松动 圈）对 于巷道 ； 两帮的钻孔一般可 向下倾斜 ２～３， ０ 。以便于注水后使水 能够淹没传感器， 而顶板的钻孔要有注水及封水装置。 ３ 工程 应 用
２ １ 测试 原理 ．
上， 未做任何假设 ， 基于围岩 中存在 的松动破碎带 的客 观情况提 出的 ， 它避开 了地应 力 、 构 面性 质 、 结 围岩 强度 ？ ’定等复杂问题 ， 贝 ９ 但又真实反映出这些复杂因素对围岩 的影 响 ， 是符合地 下工 程客观 实 际的支护 理论 。
称小松 动 圈 ， 锚杆 将起 不 到 作用 ， 只需 进 行 喷 混凝 土支
维普资讯
２０ 年第 ９ ０７ 期
西部探矿工程
护或裸 体 巷道 。② 中松 动 圈 。当 Ｉ ４ ～ １０ｍ 时 ， 一 Ｏ ５ｃ
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围岩松动圈理论及其在巷道支护中的应用张金良
发表时间：2012-12-14T11:16:23.733Z 来源：《赤子》2012年第19期供稿作者：张金良
[导读] 介绍了围岩松动圈支护理论，并结合具体的工程实例验证了该理论作为确定巷道支护形式依据是合理的、可靠的。
张金良（内蒙古扎煤公司铁北矿综采队，内蒙古满洲里 021410）
摘要：介绍了围岩松动圈支护理论，并结合具体的工程实例验证了该理论作为确定巷道支护形式依据是合理的、可靠的。
关键词：巷道；围岩松动圈；支护形式
引言
巷道围岩是一种天然的复杂地质体，表现出弹性、弹塑性、粘弹性、粘塑性等多种力学特征。
试图用一种理论来解决现场遇到的不同岩性条件和工程环境下的巷道支护问题是十分困难的。
因此，多年来在巷道支护理论研究方面出现了多种：多样的理论学派和计算方法。
从研究开挖后巷道同岩的客观物理状态出发的同岩松动圈理论，作为巷道支护设计的方法以其实用、准确、可操作性强等优点，先后在我国十几个矿区的各类围岩巷道中进行了推广应用，实践证明，以该理论为基础的围岩支护方法，以及其确定的支护形式、支护参数是符合现场实际的。
1 同岩松动圈的巷道支护理论
1.1 围岩松动圈的定义
巷道开挖后，围岩受力状态由三向变成了近似两向，造成岩石强度较大幅度地下降，如果围岩中集中的应力值小于下降后的岩石强度，围岩处于弹塑性状态，围岩自行稳定，不存在支护问题，如果相反，围岩将发生破坏，这种破坏从周边逐渐向深部扩展，直至达到新的二向应力平衡状态为止，此时围岩出现了一个破裂带，把这个由于应力作用产生的破裂带称为围岩松动圈。
1.2 同岩松动圈的巷道支护理论
巷道支护施工过程中既不可能及时又不能保证支护体一开始就与围岩密贴，只有待围岩产生足够变形之后才能提供支护阻力，并且围岩在低围压条件通常表现为脆性，弹塑性区的变形引起巷道收敛变形量较小，一般约占5％~25％，从岩石的应力一应变曲线可以看出，岩石在峰值前变形量很小，而峰后岩石体积变形要比峰值前大得多，一般达到8~10倍，峰后破裂同岩体积膨胀变形才是巷道收敛变形的主要原因，因此，仅靠弹塑性等理论进行巷道支护研究是不准确的、不客观的。
而松动圈支护理论是基于围岩中存在松动破碎带的客观情况提出的，足符合地下工程客观实际的。
该理论指山，巷道支护对象除松动圈同岩自重和巷道深部围岩的部分弹塑性变形外，还有松动圈岩的碎胀变形。
1.3 同岩松动圈的巷道支护理论的特点
（1）绕过了地应力、围岩强度、结构面性质测定等困难问题，但又抓住了它们的影响结果，即松动圈是一个综合指标。
（2）实测所得，未在重要方向作任何假设。
（3）大小很容易用声测法及其它物探方法获得，现场应用十分方便。
2 同岩松动圈的分类及其相应的支护方案
根据围岩松动圈厚度大小不同，同岩碎胀变形量不同，可把开挖后的围岩分为小松动圈围岩，中松动圈围岩和大松动圈围岩三类，由围岩松动圈大小情况便可确定相应的支护方案。
2.1 小松动圈围岩
依据围岩松动圈分类方法，当围岩松动圈厚度值Lp：0~40cm时，为小松动圈稳定围岩，在这类围岩中，松动圈厚度值小，围岩稳定性好，由此而产生的碎胀变形量较小，一般只有几个毫米，此时变形量数值一般小于低应力下锚杆弹塑性变形，故不需考虑碎胀变形压力因素，而且松动圈内围岩的自重也很小，只用喷射混凝土支护亦能保证工程的安全，所以不必采用锚杆支护或其它普通支护形式。
2.2 中松动圈围岩
依据同岩松动圈分类方法，当Lp=40~150cm时，称为中松动圈围岩，中松动圈围岩碎胀变形比较明显，变形量较大，围岩松动圈的碎胀变形将使刚性的喷射混凝土支护产生裂缝或破坏，因此，必须采用以锚杆为主体构件的锚喷支护方式，以锚杆为主体支护结构控制其碎胀变形，喷层将只作为锚杆间活石的支护和防止围岩风化，由于围岩松动圈厚度小于常用锚杆K度，因此可采用锚杆悬吊作用机理来设计支护参数，锚杆支护的最大荷载是同岩松动圈形成中的碎胀变形力及已形成松动圈内破裂岩石的白重。
2.3 大松动圈围岩
依据同岩松动圈分类方法，当Lp>150cm，为大松动圈围岩状态，在大松动圈围岩巷道中，围岩表现出软岩的工程特征，围岩松动圈碎胀变形量大，初期围岩收敛变形速度快，变形持续时间长，矿压显现较大，支护难度大，在这种围岩情况下，通常采用联合支护形式，如“锚喷网架碹”等。
3 工程应用
某煤矿用探地雷达对该矿101材料道围岩松动圈的范围进行探测，并按围岩松动圈支护理论对该巷道进行没计施工。
对巷道在掘进期间利回采期间进行了表面位移进行了连续观测。
观测结果表明，采用松动圈理论确定巷道支护形式是合理的，巷道围岩稳定性得到较大提高。
并且在回采过程中巷道变形量很小，巷道囤岩保持了较强的稳定性，经受住了回采动压的影响。
4 结论
围岩松动圈理论的出现使人们看到了弹塑性支护理论观点的局限性，丰富了巷道支护的理论。
工程实例表明，以该理论确定的围岩支护形式、支护参数是合理的、可靠的，升且在回采过程中巷道变形量很小，巷道围岩保持了较强的稳定性。