浅谈大断面软岩巷道支护设计与施工
合集下载
软岩巷道支护设计浅见
中 图分类 号 ： ５ ． 文献标 识 码 ： Ｕ４ ５ ７ Ｂ
软 岩 巷 道 支 护 设 计 浅 见
陈希鲜 ， 庆栉 钱
（ 安徽理工大学土木工程 系， 安徽 合肥 ２ ２ ０ ） ３０ １
摘 要： 通过对锚杆 支护机理 的 了解和不 同机理所 对应设 计理论 的 学习总 结， 绍 了松 动 囤和组合 拱设计 理论相 结合 介
用单一 的喷射 混凝土支护 。对于 中松动 圈围岩 ， 由于其松动圈较 明显 ， 碎胀 变形 也较大 ， 因此采用锚喷联合 支护 。 Ｉ ＞１ ０ｍ 时 ， 为大松 动 圈， 岩属 于软岩 。这类 围岩 的 ５ｃ 称 围 矿压显现特 征是 ， 力大 ， 压 围岩变 形 量大 ， 形时 间长 ， 底膨 。 变 有
量和施 工任务完成 的好坏 。隧 洞开挖施 工方 案应根 据工 程所 处 ３ 结 束语
地理 位置 ， 工程地质和水文地质资料 ， 开挖断面大小 ， 初期支护 类
型， 隧洞长度 ， 工期要求 ， 施工技术力量 ， 工机械设备情况 ， 工 施 施 中动力和原材料供应情 况 ， 施工安全状况等 因素来 编制 。编制 内
吊理论 、 组合梁理论 、 合 （ 组 压缩 ） 理论 。２ 纪 ９ 代澳 大 拱 Ｏ世 Ｏ年 利亚学 者（ ｊ（ ｌ） 出的最大 水平应 力理论 。 Ｗ ｅ提 ａ
近几 ｝ ， ． 我国很 多学 者对 锚杆 作用 机 理做 了大量 的深 入 年 研究与探 讨， 一步揭示 了 进 锚杆支护的实质 。主要 观点如下 ：１ （） 全长锚固中性点理论 ； ２ 围岩松动 圈理论 ； ３ 围岩强度 强化 理 （） （）
支护顶板以来， 锚杆支护 已经 历了近百年 的历 史。
锚杆支护机理 经历了传统 支护机理 的研 究 ， 现代新 理念 ， 当
浅谈后所煤矿软岩巷道设计与施工
进 中 ，软 岩 巷 道 在 地 应 力的 作 用 下 ，极 容 易 变 已形 成 了全 负压 通 风 系统 ，施 工 工 期 比 预 计 的 形 。根 据 岩 石 力 学研 究 结果 表 明 ，岩 层 的 最 大 提 前 了３ 月 ，加 上 巷道 支护 采 用 了可 缩性 金 属 个
主 应 力 一般 为 水平 方 向 ，并 且 与 开采 标 高成 一 支 架 ， 大 大地 降低 了巷 道 的 维修 率 。后 所 矿 区 次 线 性 关 系 ，开采 水平 越 深 ，岩 层 作 用在 巷 道 二 井田的Ｃ ． 煤层 在 地 壳运 动 中被 冲蚀 ， 因￣ １６ Ｌ ０
后矿 煤矿 的 开拓 、开 采巷 道 主要 布置 在 新 生
界 第四 系 （） Ｑ 、第三 系 （） 中生界 下三迭 统 飞 Ｎ、
仙关组 （１ Ｔ） 、卡以头组 （ Ｋ 、龙潭煤组 （ Ｌ 、 Ｆ） ２ Ｐ） ２
膨胀软化。岩石主要物理力学性质见表一。
表一
— —
岩 石 主 要物理 力 学性 质指 标
软岩巷道优化设计、断面形状及 支护材料选择 、 拓 巷 道 的 布 置 层 位 进 行 充 分 细 致 地 研 究 。尽 量 施 工工艺等方面做 了大量的尝试 。根据后 所煤 选择 布 置 在 较 稳 定 、 坚硬 的 岩 层 中。 矿 井 开拓
矿 两 个 生 产 矿 井 多年 来 的 工程 实践 ， 总 结 了软 巷 道 及 主 要 采 准巷 道 的布 置 不仅 要 满 足 生产 的 岩 矿 井 在 设 计 与 施 工 中有 效 支 护软 岩 巷 道 的 一 需要 ，还 要 满足 技 术上 的 需要 ，力 求在 技 术 上
的现 状 及 多年 来 的 工 程 实践 ，探 讨 软 岩 巷 道 在 中。主要含煤地层为龙潭组， 主要开采ｃ、ｃ、Ｃ 。 ５ Ｌ ＇ 、
主 应 力 一般 为 水平 方 向 ，并 且 与 开采 标 高成 一 支 架 ， 大 大地 降低 了巷 道 的 维修 率 。后 所 矿 区 次 线 性 关 系 ，开采 水平 越 深 ，岩 层 作 用在 巷 道 二 井田的Ｃ ． 煤层 在 地 壳运 动 中被 冲蚀 ， 因￣ １６ Ｌ ０
后矿 煤矿 的 开拓 、开 采巷 道 主要 布置 在 新 生
界 第四 系 （） Ｑ 、第三 系 （） 中生界 下三迭 统 飞 Ｎ、
仙关组 （１ Ｔ） 、卡以头组 （ Ｋ 、龙潭煤组 （ Ｌ 、 Ｆ） ２ Ｐ） ２
膨胀软化。岩石主要物理力学性质见表一。
表一
— —
岩 石 主 要物理 力 学性 质指 标
软岩巷道优化设计、断面形状及 支护材料选择 、 拓 巷 道 的 布 置 层 位 进 行 充 分 细 致 地 研 究 。尽 量 施 工工艺等方面做 了大量的尝试 。根据后 所煤 选择 布 置 在 较 稳 定 、 坚硬 的 岩 层 中。 矿 井 开拓
矿 两 个 生 产 矿 井 多年 来 的 工程 实践 ， 总 结 了软 巷 道 及 主 要 采 准巷 道 的布 置 不仅 要 满 足 生产 的 岩 矿 井 在 设 计 与 施 工 中有 效 支 护软 岩 巷 道 的 一 需要 ，还 要 满足 技 术上 的 需要 ，力 求在 技 术 上
的现 状 及 多年 来 的 工 程 实践 ，探 讨 软 岩 巷 道 在 中。主要含煤地层为龙潭组， 主要开采ｃ、ｃ、Ｃ 。 ５ Ｌ ＇ 、
大断面软岩硐室施工与支护工艺优化技术
３０删 ｎ Ⅱ４ 绞 车 房 通 过 硐 室 刷 大 的方 式 施 工 ， 车 房 巷 道 最 大 ８０ 。 ６ 绞
３ 支护工艺 、
支护工艺采用锚杆＋ 钢笆 网＋锚 索＋喷浆 联合支 护 ， 锚杆锚 索交错 布置 （ 间排距 ：￣ｍｍＸ８ ０ ｍ） ８ ０ ｍ 。见 附图。
Ⅱ６ ４敛事房＿ ｉ 膏西
步促进施工 企业 健康 发展 。
【 参考 文献】
１、 １实行 奖惩 制度 、 按计 划完成 的给 予奖 励 ， 按计 划完 成 的 未
给予处罚 ， 以调动施工单位 的积极性 。 可
五 、 语 结
一
Ｅ３ 虎． 项 目管理 ［ ． １成 工程 Ｍ］东南大 学出版社 ，９７ １９ ［］ 涛． 工项 目经理 手册 ［ ． 震 出版社 ，９９ ２吴 施 Ｍ］ 地 １９ ［］ ３丛培 经． 实用 工程项 目管理 手册 ［ ． Ｍ］中国建￣ ｘ＿ 出版 社 ，０４ －ｋ ， ｌ ２０
Ｘ３ ０ ｍ。 ８￣ｎ
硐室 刷 大 后 绞 车 房巷 道最 大 断面 为 ： 宽 ×净 高 ＝ ７０ ｍ× 净 ７￣ｎ
２ 短掘短支 、 挑顶刷帮施工以浅打眼、 少装药 、 放松动炮方式为主 ， 辅助 以风
（） ２ 首茬 爆破采用 竖直挑 顶 、 留伞 檐 ， 不 台阶面采 用锚 网喷 支
保 安全 高效 生产 的 目的 。
【 键词 】 断 面硐 室 ； 茬拱部 分 块成 型 ； 掘 短 支 关 大 首 短
大断 面硐 室悬顶面积大 、 巷道地压 大、 变形大 ， 支护 困难 ， 对施
工与支护 的要 求高 。传统 施工工 艺 与支护 方式不 合理 ， 护强度 支
低 、 护效果差 ， 支 不能有效 控制硐 室变形 与破 坏 ， 以达到一 次支 难
３ 支护工艺 、
支护工艺采用锚杆＋ 钢笆 网＋锚 索＋喷浆 联合支 护 ， 锚杆锚 索交错 布置 （ 间排距 ：￣ｍｍＸ８ ０ ｍ） ８ ０ ｍ 。见 附图。
Ⅱ６ ４敛事房＿ ｉ 膏西
步促进施工 企业 健康 发展 。
【 参考 文献】
１、 １实行 奖惩 制度 、 按计 划完成 的给 予奖 励 ， 按计 划完 成 的 未
给予处罚 ， 以调动施工单位 的积极性 。 可
五 、 语 结
一
Ｅ３ 虎． 项 目管理 ［ ． １成 工程 Ｍ］东南大 学出版社 ，９７ １９ ［］ 涛． 工项 目经理 手册 ［ ． 震 出版社 ，９９ ２吴 施 Ｍ］ 地 １９ ［］ ３丛培 经． 实用 工程项 目管理 手册 ［ ． Ｍ］中国建￣ ｘ＿ 出版 社 ，０４ －ｋ ， ｌ ２０
Ｘ３ ０ ｍ。 ８￣ｎ
硐室 刷 大 后 绞 车 房巷 道最 大 断面 为 ： 宽 ×净 高 ＝ ７０ ｍ× 净 ７￣ｎ
２ 短掘短支 、 挑顶刷帮施工以浅打眼、 少装药 、 放松动炮方式为主 ， 辅助 以风
（） ２ 首茬 爆破采用 竖直挑 顶 、 留伞 檐 ， 不 台阶面采 用锚 网喷 支
保 安全 高效 生产 的 目的 。
【 键词 】 断 面硐 室 ； 茬拱部 分 块成 型 ； 掘 短 支 关 大 首 短
大断 面硐 室悬顶面积大 、 巷道地压 大、 变形大 ， 支护 困难 ， 对施
工与支护 的要 求高 。传统 施工工 艺 与支护 方式不 合理 ， 护强度 支
低 、 护效果差 ， 支 不能有效 控制硐 室变形 与破 坏 ， 以达到一 次支 难
浅谈软岩巷道支护技术与应用
本情 况
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
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
大断面极不稳定软岩巷道支护与施工成套技术研究
摘 要 ： 于和 睦 山矿 区水 文地 质情 况和 一２０ｍ 水 平 井底 车 场巷 道 围岩状 况 ， 基 ０ 对该 矿 区大 断面极 不稳定 软岩 巷道 稳定控 制机理 进行 了研 究 ， 出 了整 套 针 对 大 断面极 不 稳 定软 岩 巷道 的支 护 与施 工技 提
术。 工程应 用 实践表 明 ， 所提 出的支护 与施 工技术 有效地 控制 了巷 道 变形定控制机理
围岩 的变 形可 以大 致 分 成 ３个 阶 段 （ 图 １所 如
于 安徽省 当涂 县南 １ ｍ处 ， 马鞍 山钢 铁 集 团 公 ２ｋ 是 司的重要铁 矿石 原料 供应 基地 。该 矿 区 主要巷 道 所
示） ①变形调整阶段 ， ： 巷道 的开挖破坏 了岩体 的原
明显的软化和泥化现象 ， 影响了巷道 的稳定性 ， 增加
了支 护难度 。
在该矿 区 一２０ｍ 水 平 井 底 车 场 开 拓 施 工 中 ， ０ 有若 干巷道 表现 出较 明显 的软 岩 巷 道 特性 ， 体 表 具 现有 ： 围岩 遇水 软 化 膨 胀 ， 帮 内敛 变形 严 重 ， 鼓 两 底 明显 ， 掘进 成巷 困难 ， 头 出现 冒顶 、 迎 片帮 等 问题 ； 对 于整个 矿 区 的正 常 、 续 开 采 构成 严 重 威 胁 。 因此 持 需对该 矿 区大 断面 极 不 稳 定 软 岩巷 道 的掘 进 、 护 支
部应力集中及 围岩协调变形。②变形稳定阶段 ， 围
岩处 于相 对稳 定 的平衡 状 态 ， 过 一段 时间 的变形 ， 经
支护 围岩结构的平衡基本趋于极限状态。③变形加
速 阶段 ， 随着 围岩 长时 强度 进一 步 降低 ， 围岩 加速 变
形， 直至支 护失 效 ¨ 。
浅谈煤矿软岩巷道支护措施
３ ００ ｍｍ。
的围岩变形量通常都高达数千毫米 ， 其围岩的流变往往 持续数 年之久 ， 导致巷道维护 十分 困难 针对软岩巷道矿压显 现的特 点， 本文针对 巷道 围岩的特性 ， 提出 了相应 的控制巷道 围岩 变 形 的支护措施。 巷道 围岩变形是衡量软岩巷道 的矿压显现程度 和巷 道 维 护 状况 的重 要 指 标 之一 １ 软 岩 的 基 本 属性 软岩的 １ ０ 种基本属性 为 ： （ １ ） 岩石强度低 ， 单 向抗压强 度 般都在 ３ ０ — １ ５ ＭＰ ａ以下 ； （ ２ ） 大多属粘 聚力 很弱的泥质胶结 ； （ ３ ） 结构面发育 ， 一般均属碎 裂和散体结构 ； （ ４ ） 岩石的空隙率 大， 通常都在 １ ５ ％以上 ； （ ５ ） 含水 率高 ， 一般 ５ ％～ １ ０ ％以上 ， 空 隙
中图分类号： Ｔ Ｄ ３ ５ ３ 文献标识码： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ３ — ５ １ ６ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ２ １ — ０ ０ １ ０ 一 Ｏ ｌ
软 岩 巷 道 围 岩 变形 的 特 征 为 掘 巷 、应 力 扰 动 和 环 境 变 化 都 会 引 起显 着 的 附加 变 形 量 。 软 岩 中因 掘 巷应 力 集 中而 引起 的 围岩 显 着 变 形 ； 支护 损 坏 和 失 效 等 支 护 阻 力丧 失 而 引起 的 围岩 急剧变形 ； 软岩巷道 附近掘巷和翻修等应力扰动而引起 的围岩 附加变形等。软岩巷道因应力扰动、 支护失效和水 的浸蚀 引起 异， 松 软 围 岩 的 自稳 时 间 通 常 为几 十 分 钟 到 十 几 小 时 ， 有 的 顶 板 一 经暴 露 就 立 即 冒落 。因此 在决 定 巷 道 掘 进方 法 和 支 护措 施 时 必须 考 虑 到 巷 道 围岩 的 自稳 时 间 ３ 巷 道 围岩 变 形 量 的 构 成 在未经采动 的松软岩体 内开掘巷道 时 ，其 围岩变形量主 要 南以 下 三 部 分 组 成 ： 掘 巷 引起 的 围 岩 变 形 量 ． 它 一 般 发 生 在 巷道掘进的初期 ； 围岩流变 引起 的变形量 ， 它在巷道整个 服务 期 内都会发生 ； 巷道受各类 扰动引起的变形量 ， 如巷道 维护过 程 中， 支护阻力发生变化 ， 巷道附近支架翻修或开掘新 的巷道 ， 以及泥岩遇水和巷道积水增加等等。 ４ 控 制 软岩 巷 道 围岩 急剧 变形 的 支 护 措施 软岩巷道因应力扰 动 、支护失效和水的浸蚀引起的围岩 变形量通常都 高达数 千毫米 ，其 围岩的流变往往持续 数年之 久， 导 致 巷 道 维 护 十 分 困难 。针 对 软 岩 巷 道 围岩 变 形 规 律 及 支 架与围岩相互作用关系 ， 提出了控制软岩巷道围岩变形的支护 措施为 ： （ １ ） 巷 道 刚 掘 出时 ， 因 围岩 应 力 重新 分 布 所 引 起 的 围 岩 剧 烈变形 ． 即围岩变形量构成 中的 ， 即使 支护阻力很 高也 难以有 效抑制。因此 ， 必须正确选择二次支护的时间及支护体的刚度 ， 使掘巷期间的能量得 到释放 ， 但支护滞后 的时间应在保持岩体 不失稳 的条件下 正确选择 。巷道二 次支护 的时间通 常为掘后 ３ ０ ｄ左右 。如 采 用 一 次 支 护 ， 则 这 一 阶段 支 架 的缩 量 约需 ２ ０ ０ ～
的围岩变形量通常都高达数千毫米 ， 其围岩的流变往往 持续数 年之久 ， 导致巷道维护 十分 困难 针对软岩巷道矿压显 现的特 点， 本文针对 巷道 围岩的特性 ， 提出 了相应 的控制巷道 围岩 变 形 的支护措施。 巷道 围岩变形是衡量软岩巷道 的矿压显现程度 和巷 道 维 护 状况 的重 要 指 标 之一 １ 软 岩 的 基 本 属性 软岩的 １ ０ 种基本属性 为 ： （ １ ） 岩石强度低 ， 单 向抗压强 度 般都在 ３ ０ — １ ５ ＭＰ ａ以下 ； （ ２ ） 大多属粘 聚力 很弱的泥质胶结 ； （ ３ ） 结构面发育 ， 一般均属碎 裂和散体结构 ； （ ４ ） 岩石的空隙率 大， 通常都在 １ ５ ％以上 ； （ ５ ） 含水 率高 ， 一般 ５ ％～ １ ０ ％以上 ， 空 隙
中图分类号： Ｔ Ｄ ３ ５ ３ 文献标识码： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ３ — ５ １ ６ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ２ １ — ０ ０ １ ０ 一 Ｏ ｌ
软 岩 巷 道 围 岩 变形 的 特 征 为 掘 巷 、应 力 扰 动 和 环 境 变 化 都 会 引 起显 着 的 附加 变 形 量 。 软 岩 中因 掘 巷应 力 集 中而 引起 的 围岩 显 着 变 形 ； 支护 损 坏 和 失 效 等 支 护 阻 力丧 失 而 引起 的 围岩 急剧变形 ； 软岩巷道 附近掘巷和翻修等应力扰动而引起 的围岩 附加变形等。软岩巷道因应力扰动、 支护失效和水 的浸蚀 引起 异， 松 软 围 岩 的 自稳 时 间 通 常 为几 十 分 钟 到 十 几 小 时 ， 有 的 顶 板 一 经暴 露 就 立 即 冒落 。因此 在决 定 巷 道 掘 进方 法 和 支 护措 施 时 必须 考 虑 到 巷 道 围岩 的 自稳 时 间 ３ 巷 道 围岩 变 形 量 的 构 成 在未经采动 的松软岩体 内开掘巷道 时 ，其 围岩变形量主 要 南以 下 三 部 分 组 成 ： 掘 巷 引起 的 围 岩 变 形 量 ． 它 一 般 发 生 在 巷道掘进的初期 ； 围岩流变 引起 的变形量 ， 它在巷道整个 服务 期 内都会发生 ； 巷道受各类 扰动引起的变形量 ， 如巷道 维护过 程 中， 支护阻力发生变化 ， 巷道附近支架翻修或开掘新 的巷道 ， 以及泥岩遇水和巷道积水增加等等。 ４ 控 制 软岩 巷 道 围岩 急剧 变形 的 支 护 措施 软岩巷道因应力扰 动 、支护失效和水的浸蚀引起的围岩 变形量通常都 高达数 千毫米 ，其 围岩的流变往往持续 数年之 久， 导 致 巷 道 维 护 十 分 困难 。针 对 软 岩 巷 道 围岩 变 形 规 律 及 支 架与围岩相互作用关系 ， 提出了控制软岩巷道围岩变形的支护 措施为 ： （ １ ） 巷 道 刚 掘 出时 ， 因 围岩 应 力 重新 分 布 所 引 起 的 围 岩 剧 烈变形 ． 即围岩变形量构成 中的 ， 即使 支护阻力很 高也 难以有 效抑制。因此 ， 必须正确选择二次支护的时间及支护体的刚度 ， 使掘巷期间的能量得 到释放 ， 但支护滞后 的时间应在保持岩体 不失稳 的条件下 正确选择 。巷道二 次支护 的时间通 常为掘后 ３ ０ ｄ左右 。如 采 用 一 次 支 护 ， 则 这 一 阶段 支 架 的缩 量 约需 ２ ０ ０ ～
软岩巷道支护施工存在的问题及控制对策
软岩巷道支护施工存在的问题及控制对策软岩巷道支护一直是困扰煤矿安全生产的主要问题之一。
本文以水矿集团某煤矿巷道施工为工程背景，根据现场调研情况，分析了巷道支护施工中存在的主要问题，如巷道超挖严重、）锚杆孔位及预紧力与设计值相差过多等，并提出了相应的控制对策。
标签：软岩巷道；支护；施工0 引言软岩巷道支护一直是困扰煤矿安全生产的主要问题之一。
由于含有膨胀性粘土矿物，软岩遇水容易膨胀，导致整体强度降低、胶结程度差，巷道掘进和支护困难，早起的锚杆支护理论和技术适用于中硬、硬岩的围岩条件中，此时也已不在适用。
为解决此类问题，我国学者也开展了大量的研究和实践，如围岩强化技术体系、分布动态控制体系、让压支护技术体系等，其核心技术是采用高强预应力锚杆、锚索，配合U型棚、喷注浆等手段，实现围岩和支护体系的统一承载、动态控制，目前在理论和工艺方面都取得了良好的成绩。
但是再巷道支护施工过程中，仍然存在一些问题。
本文以水矿集团某矿为例，多名技术人员在掘进工作面跟班进行支护质量监测及矿压观测测站安装，根据现场调研统计情况，对巷道支护施工方面存在的问题进行了整理和分析，并提出了相应的控制对策，以期为巷道支护施工提供一定的借鉴。
1 巷道支护施工存在的主要问题根据调研情况，目前巷道支护施工主要存在以下问题：（1）巷道超挖严重，成形较差。
与设计巷道断面尺寸相比，最大超挖处超过500 mm，此巷道虽然为半煤岩巷，但因为巷道围岩松软破碎并存在煤岩互层，围岩揭露后短时间内即垮落，造成帮顶凹凸不平，护表材料和围岩存在架空区间，锚杆、锚索多有锚空现象。
（2）锚杆孔位及预紧力与设计值相差过多。
①设计要求锚杆孔必须垂直于岩面，但实际施工中多有钻机在同一个位置上连续打几个孔都不移位的现象，造成锚杆孔位与设计轴线相差过大，而锚杆螺母又没有采用调心垫，最后难以有效提高预紧力矩，要求锚杆孔与设计线差值不超过5度。
②施工设计要求帮锚杆预紧力矩不小于250 N·m，顶板锚杆不小于300 N·m，除钻机安装时拧紧后尚需要人工二次加扭，但根据安装的两个托锚力测站，帮顶部共计11块压力表，扭矩小于200 N·m，经测量初始预紧力介于1.1～17 kN远远达不到设计要求的60～80 kN。
软岩及软岩巷道支护中一些问题的探讨
软岩及软岩巷道支护中一些问题的探讨摘要：我国软岩地区矿井分布广泛，随着矿井开采深度的增加，地应力加大，加之地质条件逐渐复杂，软岩巷道支护问题愈趋严重。
本文基于软岩的分类及软岩巷道判定方法，根据软岩巷道变形机制的3大类型，即物化膨胀型，应力扩容型和结构变形型，提出了目前的软岩巷道支护技术中的利用粉煤灰进行壁后充填技术、刚柔层支护技术、刚隙柔层支护技术、超前锚杆支护技术、锚网—锚索耦合支护技术及立体桁架支护技术方案。
关键词：软岩分类巷道支护变形机制技术1引言软岩问题从20世纪60年代就作为世界难题被提了出来，特别是软岩巷道支护，历年是巷道工程的难题。
软岩的类型是多种多样的，巷道穿过软岩的类型不同，其支护对象也不同，在软岩巷道支护前判定其支护对象和把握围岩支护难度是非常重要的。
我国有软岩的矿井分布很广，加之矿井开采深度的增加，地应力加大，原来巷道支护不太困难的矿井，也面临支护难的问题，加之地质条件逐渐复杂，软岩巷道支护问题愈趋严重。
软岩巷道支护研究应从工程地质分析岩层特性及其分类入手，弄清其变形力学机制及非线性变化规律，抓住支护技术的关键技术，实施有效的转化及巷道设计优化，取得成功的支护效果，本文基于软岩的分类、分析软岩巷道支护的变形机制，提出软岩巷道支护技术。
2软岩的分类及软岩巷道的判定2.1 软岩分类软岩分类是围岩分类的一种特殊情况，由于软岩工程特点和人们认识的软岩的出发点不同，国内外对软岩的分类方法有很多种，主要有以下几种观点。
2.1.1 普氏岩石分级法最早给岩石进行系统分级的是俄国学者m.m.普罗托尼亚科诺夫于1907年提出来的，简称普氏分级法。
该法用岩石坚固性系数f来分类围岩，f值等于岩石的单向抗压强度除以10，f也称为普氏系数。
在50～60年代，我国各地下工程部门，包括各类矿山，基本上按坚固性进行岩石分级。
坚固性系数是指岩石间相对的坚固性在数量上的表现，它最重要的性质在于不问是何种抗力，以及这种抗力是如何引起的，而给予岩石相互之间进行比较的可能性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
，
ｔ ａ ”ｔ ｅ ｒ ｏ ｓ ｌｅ ｔ ｅ ｐ ｏ ｌｍ ｆｓ ｆ ｒ ｃ ｏ ｄ ｙ ｗ ｒ ｅ ｕ ｅ ｔｉ ｍｏ ｎ ｆｅ ｐ ｒ ｎ ｅ ａ ｄ ｉ ｈ ｓ ｐ ｉ ｅ ａ ｕ ｂ ｅ ｒ ｎ ｈ ｏｙ ｔ ｏｖ ｈ ｒ ｂ ｅ ｏ ｏ ｏ ｋ ｒ ａ ｗａ ， ｏ ｋ ｄ ｏ ｔａ ｃ ｒ ｎ ａ ｕ ｔｏ ｘ ｅ ｅ ｃ ｉ ｔ ａ ｉ ｎ ｔ ａ ｍｖｄ ｄ ｖ ｌ ａ １
Ｗ ＥＮ Ｘｉｏ ｌ ｇ Ｉ ｉ ａ — ｉ ．Ｌ ｎ Ｒｕ
（ ｈ ｑ ｎ ｕ ｊ ｏ ｉ ｏ ｌ ｏ， ｔ．Ｌｕｎ０ ３３ ０ Ｓ ａ ｘ， ｈｎ ） Ｓ ａ ｕＭｉｅＨ ａｉ Ｃ ｋｎ ｃ ａ ．Ｌｄ， ｉｉ ３ ０ ， ｈ ｎ ｉＣ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｌ ａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｓｐ ｐ ｒｄ ｓ ｒ ｅ ｈ ａ ｇ ｅ ｔ ｎ ｓ ｆ ｒ ｃ ｏ ｄ ｙ ｓ ｐ ｏ ｆｒ Ｏｎ ａ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｌ ａ ｉ ｕｓｎ ｈｅ ・ ｗ ｓ ｓ ｒ ｃ ：Ｔ ｉ ａ ｅ ｅ ｃ ｂ ｓ ｔ ｅ ｌｒ ｅ ｓ ｃ ｉ ｏ ｏ ｋ ｒ ａ ｗａ ｕ ｐ ￣ ｏ ｍ． ｎ ｅ ｐ ｒ ｎ ａ ｓｓ ｉ ｇ ｔ ｉ ｏ ｔ ｉ ｂ ｔ Ｎｅ Ａｕ —
，
ｅ ｐ ｒｅ ｃ ｏ ｅ ｃ ｎ ｔ ｃ ｉｎ ｏ ｅ ｔ ｎ ｅ ｉ ｌ ｒｇ ｏ ｏ ｉａ ｏ ｄ ｔ ｎ ｘ ｅ ｎ ｅ ｆｒｔ ｏ ｓｒ ｔ ｆ ｈ ｕ ｎ ｌ ｎ ｓｍｉ ｅ ｌ ｇｃ ｌ ｎ ｉ ｏ ｓ ｉ ｈ ｕ ｏ ｔ ｉ ａ ｃ ｉ
．
Ｋｅ ｒ ｓ ｓ ｆ ｒ ｃ ｕ ｎ ｌ ｆ ａ ｇ ｒ ｓ ｅ ｔ ｎ ” ｅ ｓｒ ｎ ｈ ｏ ； ｕ ｐ ￣ ｙ ｗｏ ｄ ： ｏ ｔ ｏ ｋ ｔ ｎ ｅ ｒ ｅｃ ｏ ｓｓ ｃｉ ； ｎ ｗ Ａｕ ｔ ａ ”ｔｅ ｒ ｓ ｐ ｏ ｏｌ ｏ ｉ ｙ
２１ ０ ２年第 ２ （年 ２月
Ｅ ＥＧ Ｎ Ｎ Ｒ ＹＣ Ｎ ＥＶ Ｔ０ Ｎ Ｒ Ｙ ＤＥ ＥＧ Ｏ ＳＲＡ １Ｎ Ａ
浅 谈大 断面 软 岩 巷道 支 护 设计 与施 工
温小凌 ， 李
摘
锐
柳林 ０３０ ） ３ ３０
，
（ 华晋焦煤有限责任公司沙 曲矿 ， 山西
了一 定 的 经 验 ， 类似 地质 条 件 下 的 巷道 施 工 提 供 了宝 贵 的 经验 。 为 关 键 词 ： 大 断 面软 岩巷 道 ；新 奥 ” 论 ； “ 理 支护
要 ： 叙述 了大断面软岩巷道 支护形式 。在试验的基础上， 利用“ 新奥 ” 理论解决 了软岩 大断面巷道 的支护 问题 摸 索 出
收 稿 日期 ：０ ２ ０ — ４ ２ １— １ １
Ｃ ）掌握 巷 道变 形 的规 律 ， 时地 进 行支 护 ， 确确 适 正
定岩体或围岩体支护系统的特定时间因素。 １ 基本情 况 ． ２ 施工 项 目是 ２ ３５综采 工作 面胶带 机巷 。４０ 综 ４０ ２３ ５ 采工作面胶带机巷采用的是 ：锚网索支护， 矩形断面， 巷道净宽度为 ５ ｍ净高 为 ３ ， ， ． ｍ净断面积 ｌ 巷 ８ ９ｍ ， 道 埋 深 大 致 在 ４ ０ ｍ ～ ６０ ｍ，煤 层 平 均 倾 角 为 ０ ０ ５ 。， ． 采用 机掘进 施工 。 ５ 根据工作面邻近钻孔资料分析 ，＋ ＃ ３４ 煤层 向上距 离 ２ 煤层平均为 ２． ｍ， ＃ ０ 向下距离 ５｝ ０ ｝煤层平 均为 ４ ＿ｍ， ５ 其中 ２ 煤平均厚度为 ０ ５ 煤平均厚度为 ３ 。 ＃ ． ｍ，＃ ８ ． ｍ ５ 工作面伪顶不发育 ， 局部有厚度为 ０ ． ｍ的泥岩 ，＋ ＃ ２ ３ ４ 煤层直接顶为灰色中细砂岩 ， 厚度为 ５ ． ｍ左右 ， ０ 老顶 为 ５５ｍ 左右 的粗 砂 岩 ，再上 为 ９０ ｍ左右 的 黑色 泥 ． ． 岩 。３４ 煤 层直 接底 为灰 色 中砂 岩 ， 团块状 黄铁 矿 ， ＋＃ 有 老底 为 ２５ｍ左 右 的砂 质 泥岩 ，再 下 为 ５ 层伪 顶 ， ． ＃煤 厚度 为 ０６ ｍ 的炭质泥 岩 ．
中图分类号 ： Ｔ ３ ３ Ｄ ５
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： ２ ９ — ８ ２ （０ ２ ２ ０ ８ — ２ ０５ ００ 一 １） —０ ０ ０ ２ ０
Ｏｎ ｔ ｅＳ ｃｉｎ ｏ ｅＳ ｆ ｃ ａ ｗａ ｕ ｐ ｒ ｓ ｎ ａ ｄ Ｃｏ ｓｒ ｃｉ ｎ ｈ ｅ ｔ ｆｔ ｏ ｔＲｏ ｋ Ｒｏ ｄ ｙ Ｓ ｐ ｏ ｔＤｅ ｉ ｎ ｎ ｔｕ ｔ ｏ ｈ ｇ ｏ
１ 概 述
大断面软岩巷道， 在开拓工程 中向来都是难点， 它 的 自 冒落拱高 、 然 跨度大， 破碎圈范围大， 成巷速度慢， 破 碎层接触面积多， 施工安全系数低 ， 围岩稳定性差， 在传 统 的支 护 中锚杆 刚度低 并 且大 多采用架 棚 支护 ， 棚支 架 护 的缺点 多 ｎ， ］ 例如 支 护太 空， 生产事 故 多 ， 控顶 时 间长 等。近几年， 沙曲矿通过在 ２２ ２２２ ７ ４０ 、４ ０ 两个综采工作 面 的锚 网索联合 支 护 的成 功实 践， 断面软 岩巷 道 的 给大 支护 技术 积 累了宝 贵 的经 验， 解决 了被 动 、低 强度 和 低刚度的支护方式 ， 也解决了架棚支护空 、 控顶 时间长 的弊病， 在一定程度上减少了顶板事故的发生 。 １１ “ ． 新奥 ” 理论 “ 奥” 新 理论 的全 称 为“ 新奥 地利 隧道施 工 方法 ”简 ， 称 “ 奥法 ” 新 。这 种 方法是 地 下工 程设 计 和施 工 的一 门 技 术 ， 的理论 基础 是 隧 道工 程 经验 和岩体 力 学 ， 锚 它 把 杆 和 喷射混 凝 土组 成一 个组 合 ，作 为支 护手 段 的一 种 施 工方 法 ， 基本原 则很 多， 主要 的是 ： 其 但 ａ 在巷道开挖过程中， ） 应该极大限度地保持围岩 的原始 强度 ； ｂ 当地控 制 围岩变形 ：既要允 许 围岩 向巷 道空 ）适 间收缩变形 又要 限制其过 大的变形， 围岩破 坏变形 ； 造成
ｔ ａ ”ｔ ｅ ｒ ｏ ｓ ｌｅ ｔ ｅ ｐ ｏ ｌｍ ｆｓ ｆ ｒ ｃ ｏ ｄ ｙ ｗ ｒ ｅ ｕ ｅ ｔｉ ｍｏ ｎ ｆｅ ｐ ｒ ｎ ｅ ａ ｄ ｉ ｈ ｓ ｐ ｉ ｅ ａ ｕ ｂ ｅ ｒ ｎ ｈ ｏｙ ｔ ｏｖ ｈ ｒ ｂ ｅ ｏ ｏ ｏ ｋ ｒ ａ ｗａ ， ｏ ｋ ｄ ｏ ｔａ ｃ ｒ ｎ ａ ｕ ｔｏ ｘ ｅ ｅ ｃ ｉ ｔ ａ ｉ ｎ ｔ ａ ｍｖｄ ｄ ｖ ｌ ａ １
Ｗ ＥＮ Ｘｉｏ ｌ ｇ Ｉ ｉ ａ — ｉ ．Ｌ ｎ Ｒｕ
（ ｈ ｑ ｎ ｕ ｊ ｏ ｉ ｏ ｌ ｏ， ｔ．Ｌｕｎ０ ３３ ０ Ｓ ａ ｘ， ｈｎ ） Ｓ ａ ｕＭｉｅＨ ａｉ Ｃ ｋｎ ｃ ａ ．Ｌｄ， ｉｉ ３ ０ ， ｈ ｎ ｉＣ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｌ ａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｓｐ ｐ ｒｄ ｓ ｒ ｅ ｈ ａ ｇ ｅ ｔ ｎ ｓ ｆ ｒ ｃ ｏ ｄ ｙ ｓ ｐ ｏ ｆｒ Ｏｎ ａ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｌ ａ ｉ ｕｓｎ ｈｅ ・ ｗ ｓ ｓ ｒ ｃ ：Ｔ ｉ ａ ｅ ｅ ｃ ｂ ｓ ｔ ｅ ｌｒ ｅ ｓ ｃ ｉ ｏ ｏ ｋ ｒ ａ ｗａ ｕ ｐ ￣ ｏ ｍ． ｎ ｅ ｐ ｒ ｎ ａ ｓｓ ｉ ｇ ｔ ｉ ｏ ｔ ｉ ｂ ｔ Ｎｅ Ａｕ —
，
ｅ ｐ ｒｅ ｃ ｏ ｅ ｃ ｎ ｔ ｃ ｉｎ ｏ ｅ ｔ ｎ ｅ ｉ ｌ ｒｇ ｏ ｏ ｉａ ｏ ｄ ｔ ｎ ｘ ｅ ｎ ｅ ｆｒｔ ｏ ｓｒ ｔ ｆ ｈ ｕ ｎ ｌ ｎ ｓｍｉ ｅ ｌ ｇｃ ｌ ｎ ｉ ｏ ｓ ｉ ｈ ｕ ｏ ｔ ｉ ａ ｃ ｉ
．
Ｋｅ ｒ ｓ ｓ ｆ ｒ ｃ ｕ ｎ ｌ ｆ ａ ｇ ｒ ｓ ｅ ｔ ｎ ” ｅ ｓｒ ｎ ｈ ｏ ； ｕ ｐ ￣ ｙ ｗｏ ｄ ： ｏ ｔ ｏ ｋ ｔ ｎ ｅ ｒ ｅｃ ｏ ｓｓ ｃｉ ； ｎ ｗ Ａｕ ｔ ａ ”ｔｅ ｒ ｓ ｐ ｏ ｏｌ ｏ ｉ ｙ
２１ ０ ２年第 ２ （年 ２月
Ｅ ＥＧ Ｎ Ｎ Ｒ ＹＣ Ｎ ＥＶ Ｔ０ Ｎ Ｒ Ｙ ＤＥ ＥＧ Ｏ ＳＲＡ １Ｎ Ａ
浅 谈大 断面 软 岩 巷道 支 护 设计 与施 工
温小凌 ， 李
摘
锐
柳林 ０３０ ） ３ ３０
，
（ 华晋焦煤有限责任公司沙 曲矿 ， 山西
了一 定 的 经 验 ， 类似 地质 条 件 下 的 巷道 施 工 提 供 了宝 贵 的 经验 。 为 关 键 词 ： 大 断 面软 岩巷 道 ；新 奥 ” 论 ； “ 理 支护
要 ： 叙述 了大断面软岩巷道 支护形式 。在试验的基础上， 利用“ 新奥 ” 理论解决 了软岩 大断面巷道 的支护 问题 摸 索 出
收 稿 日期 ：０ ２ ０ — ４ ２ １— １ １
Ｃ ）掌握 巷 道变 形 的规 律 ， 时地 进 行支 护 ， 确确 适 正
定岩体或围岩体支护系统的特定时间因素。 １ 基本情 况 ． ２ 施工 项 目是 ２ ３５综采 工作 面胶带 机巷 。４０ 综 ４０ ２３ ５ 采工作面胶带机巷采用的是 ：锚网索支护， 矩形断面， 巷道净宽度为 ５ ｍ净高 为 ３ ， ， ． ｍ净断面积 ｌ 巷 ８ ９ｍ ， 道 埋 深 大 致 在 ４ ０ ｍ ～ ６０ ｍ，煤 层 平 均 倾 角 为 ０ ０ ５ 。， ． 采用 机掘进 施工 。 ５ 根据工作面邻近钻孔资料分析 ，＋ ＃ ３４ 煤层 向上距 离 ２ 煤层平均为 ２． ｍ， ＃ ０ 向下距离 ５｝ ０ ｝煤层平 均为 ４ ＿ｍ， ５ 其中 ２ 煤平均厚度为 ０ ５ 煤平均厚度为 ３ 。 ＃ ． ｍ，＃ ８ ． ｍ ５ 工作面伪顶不发育 ， 局部有厚度为 ０ ． ｍ的泥岩 ，＋ ＃ ２ ３ ４ 煤层直接顶为灰色中细砂岩 ， 厚度为 ５ ． ｍ左右 ， ０ 老顶 为 ５５ｍ 左右 的粗 砂 岩 ，再上 为 ９０ ｍ左右 的 黑色 泥 ． ． 岩 。３４ 煤 层直 接底 为灰 色 中砂 岩 ， 团块状 黄铁 矿 ， ＋＃ 有 老底 为 ２５ｍ左 右 的砂 质 泥岩 ，再 下 为 ５ 层伪 顶 ， ． ＃煤 厚度 为 ０６ ｍ 的炭质泥 岩 ．
中图分类号 ： Ｔ ３ ３ Ｄ ５
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： ２ ９ — ８ ２ （０ ２ ２ ０ ８ — ２ ０５ ００ 一 １） —０ ０ ０ ２ ０
Ｏｎ ｔ ｅＳ ｃｉｎ ｏ ｅＳ ｆ ｃ ａ ｗａ ｕ ｐ ｒ ｓ ｎ ａ ｄ Ｃｏ ｓｒ ｃｉ ｎ ｈ ｅ ｔ ｆｔ ｏ ｔＲｏ ｋ Ｒｏ ｄ ｙ Ｓ ｐ ｏ ｔＤｅ ｉ ｎ ｎ ｔｕ ｔ ｏ ｈ ｇ ｏ
１ 概 述
大断面软岩巷道， 在开拓工程 中向来都是难点， 它 的 自 冒落拱高 、 然 跨度大， 破碎圈范围大， 成巷速度慢， 破 碎层接触面积多， 施工安全系数低 ， 围岩稳定性差， 在传 统 的支 护 中锚杆 刚度低 并 且大 多采用架 棚 支护 ， 棚支 架 护 的缺点 多 ｎ， ］ 例如 支 护太 空， 生产事 故 多 ， 控顶 时 间长 等。近几年， 沙曲矿通过在 ２２ ２２２ ７ ４０ 、４ ０ 两个综采工作 面 的锚 网索联合 支 护 的成 功实 践， 断面软 岩巷 道 的 给大 支护 技术 积 累了宝 贵 的经 验， 解决 了被 动 、低 强度 和 低刚度的支护方式 ， 也解决了架棚支护空 、 控顶 时间长 的弊病， 在一定程度上减少了顶板事故的发生 。 １１ “ ． 新奥 ” 理论 “ 奥” 新 理论 的全 称 为“ 新奥 地利 隧道施 工 方法 ”简 ， 称 “ 奥法 ” 新 。这 种 方法是 地 下工 程设 计 和施 工 的一 门 技 术 ， 的理论 基础 是 隧 道工 程 经验 和岩体 力 学 ， 锚 它 把 杆 和 喷射混 凝 土组 成一 个组 合 ，作 为支 护手 段 的一 种 施 工方 法 ， 基本原 则很 多， 主要 的是 ： 其 但 ａ 在巷道开挖过程中， ） 应该极大限度地保持围岩 的原始 强度 ； ｂ 当地控 制 围岩变形 ：既要允 许 围岩 向巷 道空 ）适 间收缩变形 又要 限制其过 大的变形， 围岩破 坏变形 ； 造成