软岩巷道支护技术研究进展
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
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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。
煤矿软岩巷道支护技术的研究及发展
的胶结 效果差等 等 ， 因 雌 它 主要 是 和 自身 的性质有关 ， 和工程的作用力无关 。 １ ． ２软 岩的特 性分 析
软 岩的特 性主 要表现 在两个 方面 ： 一 方面主 要变现为 软岩的临界 荷载 ， 当软 岩 的 临 界 荷 载 超 过 一 定 范 围之 后 ， 软 岩 的稳 定性 能就会受 到威胁 ， 当超 过 一 定 的荷 载 值之后 ， 软 岩 的 岩 体 形状 就 会 发 生 变 化 ， 并 随 着荷 载 作 用 力 的 不 断 增加 ， 变 化 程 度 在 不断加深 ； 另一方面， 软 岩 的特 性 还 表 现 为 它的软化临界 深度 ， 当软 岩 巷 道 的 深 度 在 合 理 范 围之 内 ， 岩 层 的 变 化 程 度 也 会 在 合 理 范围之 内， 但 是 随 着 巷 道 深 度 的 增 加 或
道 支护的效 果 ， 巷 道 支 护 的 结 构 也 会 变 得 更加复杂 ， 因 此 巷 道 支 护 的 影 响 因素 也 在 不 断增 加 ， 长 时 间的 支 护 探 讨 和 实践 表 明 ， 影 响 巷 道变 形 的 因素 以及 特 点主 要 表 现 在 以下几个方 面 ： 一 是 软 岩 巷 道 在 建 设 初 期 的 时候 ， 一般变形的速度比较快 ， 变 形 的时 间 也 比较 长 ， 因此 是 最 需 要 进 行 支 护 保 护 的阶段 ； 二是软岩巷道在变化的过程中 ， 每 个 部 位 的 变 形 量具 有 不 可 预 判性 不 和确 定 性； 三是 由于 矿 井 的 巷 道 变 形 是 具 有 一 定 的时效 性的 ， 因此 锚 杆 的 受 力 也 是 受 到 外 界作用 的影响 的， 因 此 锚 杆 的 受 力 分 析 也 是进行 支护的重要环节 。 ２． ２ 软岩 支护 存在 的 问题分 析 巷道支 护的 强度有待 进一步 提高 ． 巷 道 的 支 护 方 案 一 般 都 是 建 立 在 科 学 的 设 计 和全 面的勘测 基础之上 的， 但 是 在 实 际 的 支 护设计 中却存在着很 多的缺陷 ， 严 重 影 响到了巷道 支护的强度 ， 这 和 巷 道 支 护 设 计 人 员 的素 质以 及 巷 道 设 计 的 不 合 理 有 着 直 接的关 系。 锚杆预 应 力不足 ． 锚 杆 支 护 是 巷 道 支 护的主要形 式之一 ， 也 是 影 响 支 护 效 果 的 重 要 因素 之 一 ， 作 为 衡 量 锚 杆 支 护 效 果 的 重 要 参 数 之一 的预 应 力对 于 锚 杆 作 用 起 到 直 接 的 作用 ， 巷道支护过程中 ， 很 多时 候 都 是 因 为 锚 杆 预应 力 不 足而 使得 支 护 强度 和 效果不佳。 因此 在 锚 杆 的 设 计 安 装 过程 中 ， 应该和 巷道实际相 结合 ， 准确 判断预应 力 大小 。 巷 道支护 工程 的质量 问题 。 由 于 的基本 概念
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我国经济的快速发展，对基础设施建设需求不断增加，因此地下巷道的建设也日益增多。
随着巷道深度的增加和地质条件的复杂性，深部软岩巷道支护技术成为当前研究的热点之一。
深部软岩巷道支护技术研究对于提高巷道建设的可靠性和安全性，具有重要的意义。
本文将从深部软岩巷道的特点、支护技术研究现状和展望、关键技术研究等方面进行探讨，希望能够为深部软岩巷道支护技术的研究和应用提供一定的参考。
一、深部软岩巷道的特点深部软岩巷道具有地质条件复杂、支护难度大、变形变化快等特点。
其地质条件复杂主要表现为软岩的渗透性大、脆裂性强、孔隙度大、破碎度高等特点。
这些特点导致了在深部软岩巷道开挖过程中，地表和隧道周围的岩层会出现明显的变形和破坏，严重影响了巷道的安全性和稳定性。
二、深部软岩巷道支护技术研究现状目前对于深部软岩巷道支护技术的研究主要包括了岩体力学性质的研究、支护结构的设计、支护材料的研究等方面。
1. 岩体力学性质的研究通过对软岩岩体的力学性质进行研究，可以了解软岩的强度、变形特点等，从而为后续的支护设计提供依据。
目前，关于软岩岩体力学性质的研究已经取得了一定的成果，但在深部软岩巷道的支护设计中，仍需进一步完善。
2. 支护结构的设计针对深部软岩巷道的地质特点和变形情况，设计支护结构是至关重要的。
目前，支护结构设计主要采用了预应力锚杆、钢筋混凝土喷射支护、钢束锚杆支护等方法。
通过不断的实验和实践，支护结构的设计已经得到了较为成熟的解决方案。
3. 支护材料的研究支护材料的选择对于深部软岩巷道的支护效果至关重要，目前常用的支护材料包括了喷射混凝土、聚合物支护材料、钢丝网支护等。
这些材料在深部软岩巷道的支护中起到了重要的作用，但在实际应用中仍存在一些问题，需要进一步的研究和改进。
国内外在深井-软岩巷道支护方面的研究综述
国内外在深井\软岩巷道支护方面的研究综述摘要：理论是实践进行的基础。
本文在查阅相关文献的基础上，对国内外在深井、软岩巷道支护方面的研究进行了理论上的综述，为今后这方面的工作开展奠定基础。
关键词：巷道支护深井研究随着煤矿资源开发的进行，采矿工程的深度也在日益提升，深埋地下的深井、软岩巷道也是越来越普遍，进而使得开采难度不断加大。
很多研究表明：深度开采失败的原因在于巷道支护没有考虑到深井及软岩特点，导致其深压结构变形所致。
本文对国内外在深井、软岩巷道支护方面的研究进行了理论上的论述，为今后这方面的工作开展奠定基础。
一、国内在深井、软岩巷道支护方面的研究一般的巷道支护多采用锚喷网技术，仅对于深井、软岩巷道，往往单一的锚喷网尚不能解决问题。
经过几十年的努力，我国深井、软岩巷道的支护技术有了较大的进展，对软岩巷道的支护机理也有了一定认识。
近年来着重研究试验了锚网喷索、锚网喷索注浆加固、锚网喷索二次支护、u型钢支架锚索、u型钢支架喷注、混凝土(料石)碹注浆加固、架后充填全断面封闭式u型钢可缩支架、架后充填钢管支架、架后充填大弧板支护、网壳支架及上述部分支护形式和卸压等组成的联合支护技术，并取得了一定的效果。
基本上形成了锚网喷或u型钢支架一次让压支护，二次加强支护围岩稳定性的支护思想。
典型的深井、软岩巷道支护技术、理论有：1.联合支护理论其主要观点概括为：对巷道支护，不能一味地强调支护刚度，要先柔后刚，先让后抗，柔让适度，稳定支护，由此发展起米的支护形式有锚喷网索、锚喷网架、锚带网架、锚带喷架、锚喷弧板等联合支护技术。
2.锚杆围岩强度强化理论侯朝炯教授、勾攀峰教授深入地进行了锚杆支护控制围岩稳定的实验室及理论研究，提出锚杆与围岩相互作用组成锚固体，锚杆可改善锚固体力学参数，提高锚固体的强度，使岩体强度，特别是峰后强度和残余强度得到强化，形成共同承载结构，充分发挥围岩自承能力。
锚固体随锚杆支护强度的增加而提高；锚同体强度得到强化，达到一定程度就可保持围岩稳定。
深部软岩巷道支护技术研究
深部软岩巷道支护技术研究随着我国各地大型基础设施建设和城市化进程的加快，深部软岩工程越来越多地进行施工。
深部软岩是一种弱可塑的岩层，其弱点在于易于变形和破坏，并且在岩石裂隙和孔隙中含有较多的水分。
因此，在深部软岩隧道施工过程中，支护和加固工作变得至关重要。
本文将探讨深部软岩巷道支护技术的研究。
一、深部软岩的特性及对地下工程的影响深部软岩是一种性质结构较为松散的岩石，通常因为受到各种外力的作用而引起变形和破坏。
这种岩石由于存在着许多的岩裂隙和孔隙，并且岩层中含有较多的水分，因此，在施工过程中对各种工程和机械设备带来了很大的影响。
深部软岩的变形特点包括：1、在过程中具有良好的延性和弹塑性；2、存在塑性变形和蠕变；3、容易出现冻胀和膨胀。
1、对岩石及周围土层的稳定性产生影响；2、使隧道直径变小，导致施工难度大；3、增加了隧道施工风险；4、增加了施工成本。
为了解决深部软岩施工中所面临的各种问题，人们提出了多种隧道支护技术，例如传统的液体注浆或混凝土衬砌，以及近年来流行的钢支撑和网片支护等。
这些方法在实践中证明，具有一定的优点和不足。
1、液体注浆液体注浆是一种配制可固化液体往岩层或隧道周围注入的方法。
注浆材料通常包括水泥和其他固化剂，在使用前需要先进行混合。
液体注浆的优点在于可以增加岩层或隧道的强度，防止其承受压力时发生破坏。
而其不足之处在于注浆材料可能会堵塞岩层中的孔隙和裂缝，导致岩石剪切的难度增加，同时设置注浆孔的成本也比较高。
2、混凝土衬砌混凝土衬砌是一种常用的隧道支护方法，可以隔离岩层和隧道内部，提高隧道的整体强度。
借助混凝土的压缩和弯曲强度，可以有效地改善深部软岩的变形行为，进而提高隧道结构的整体稳定性。
但是，混凝土衬砌的安装需要花费大量时间和人力，造价比较高。
同时，由于混凝土的膨胀系数和温度膨胀系数很大，需要对加固的同时考虑适当的膨胀量。
3、钢筋混凝土钢拱支护钢筋混凝土钢拱支护是一种较常用的方法，其结构包括拱形钢筋混凝土弓和支撑柱等。
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。
煤矿软岩巷道工程支护的研究现状与展望
煤矿软岩巷道工程支护的研究现状与展望【摘要】随着我国煤炭开采逐渐向深部转移，煤矿工作者面临者越来越多的难题。
其中，煤矿软岩巷道工程支护一直是煤炭开采过程中未能彻底解决的难题，软岩巷道支护的状态与煤炭的安全、高效开采息息相关。
近些年经过国内外专家大量的理论研究、现场试验与测试、实验室实验等手段，在软岩巷道工程支护理论和支护技术方面取得了大量可观的成果，但仍有许多技术难题亟待解决。
文章通过分析煤矿软岩巷道支护常用的支护技术，提出了高强度锚杆、锚注支护及联合支护将成为软岩巷道支护新的发展形式，以期能改善煤矿软岩巷道支护现状。
【关键词】软岩巷道；支护；现状；展望1 引言近些年，随着我国经济的快速发展，国家对能源的需求量逐渐增大，极大地促进了我国煤炭工业的发展。
而随着煤炭的不断开采，浅埋深煤炭已经逐步减少，深部开采会成为未来煤炭开采的主要趋势。
而煤炭的深部开采给煤炭行业带来了更加严峻的挑战与难题。
其中，软岩巷道支护是关系到煤矿安全的重要环节。
煤矿软岩巷道工程是软岩工程的一个主要组成部分。
软岩工程是指与塑性大变形工程岩体有关的岩体工程，如软岩边坡工程、软岩隧道工程及软岩巷道工程等。
由于软岩巷道工程所处的复杂工程地质条件，其支护问题一直是困扰煤炭生产的一个主要问题。
因此，有必要对软岩巷道支护现状及相关技术进行探讨，为煤矿开采营造一个安全的工作环境，进一步提高煤矿企业的经济效益与社会效益。
2 软岩巷道支护理论国内外的现状2.1 新奥法20世纪60年代，奥地利工程师在总结前人经验基础上，提出一种新的隧道设计施工方法一新奥法，目前已成为地下工程的主要设计施工方法之一。
新奥法既不是单纯的施工方法，也不是单纯的支护方法，而是充分利用和调动巷道围岩强度与自身承载能力，按岩石力学、围岩支护共同作用原理制定的一套地下工程设计、施工、支护、监测新概念。
它是先用工程类比法确定第一次锚喷的参数，随之进行围岩的监控量测。
经过量测信息反馈来调整支护参数。
煤矿软岩巷道支护及快速掘进技术研究
煤矿软岩巷道支护及快速掘进技术研究摘要：本文对煤巷常见快速掘进技术进行探讨，并逐一分析其工作原理、应用局限及发展前景，最后研究探讨了影响煤巷快速掘进的制约因素，并提出针对性解决措施。
关键词：煤矿；快速挖掘技术；一、煤巷快速掘进技术发展现状(一)连续掘进机与独立锚杆钻车配套进行多巷掘进在此工艺中，掘进作业主要靠掘进机完成，支护作业主要由锚杆钻车完成，两者不断交替施工掘进巷道。
在实施掘进作业时, 掘进机把初始巷道掘进任务完成后,为使掘进机连续作用，掘进机需向下一巷道转移继续掘进，这时，所用锚杆钻车应进入初始巷道实施支护。
由于该工艺需掘进机与锚杆钻车交替施工，因此存在一定局限性:①掘进巷道应为多巷道;②需在巷道间反复调动掘进机，必然会影响掘进机实际工作效率;③掘进机截深以及支护顶板稳定性两者都会限制此工艺，该工艺适用面窄;④巷道多，需投资成本高，难度较大。
(二)掘锚机组掘进工艺将掘进机与锚杆钻机组装成一体，组成掘锚机组，这样，仅用一台设备就能独立完成采掘工作。
该工艺实现了掘进和支护的一体化，可以单巷连续快速掘进，加上落煤、装煤及支护的同时推进，较大提高了掘进速度。
但这种工艺也有其局限性:①机组结构复杂、组装困难、程序繁琐、价格昂贵;②机组隔振效果差，对于较硬煤层，当落煤产生较大振动时，其锚杆钻机的支护效果将受到较大影响;③掘进时顶板与上层煤岩之间要保持1.6m~ 2m的距离，因此，该工艺对顶板的稳定性提出了更高的要求。
（三）大断面煤巷下连续掘进机的高效掘进在掘进大断面煤巷时，应用最多的掘进技术为连续掘进机快速掘进。
由于连续掘进机可实现自身独立采掘、装载煤炭，并且可同时推进掘进作业与支护作业，其实际掘进效率与其他掘进方式相比相对较高，借助它可有效提高煤巷综掘能力。
在掘进巷道的过程中，钻车与掘进机可交错施工，当利用掘进机采掘与装运煤炭时，可用钻车来支护回风巷中的巷道顶板；当掘进机进行完一次采掘后，应让钻车与掘进机行位置互换，使两者平行施工。
矿井下软岩巷道支护措施研究
管理及其他M anagement and other矿井下软岩巷道支护措施研究公维明，徐勤成摘要：矿井下软岩巷道支护措施的研究具有重要的意义。
随着矿井开采规模的增大和开采深度的不断加大，软岩巷道的支护与维护问题显得越来越突出。
软岩问题直接影响安全高效生产。
软岩巷道支护的目的主要是控制围岩变形，维护巷道稳定。
为了实现这一目标，需要根据岩层的不同属性和地压来源，运用信息化设计方法，使支护体系和施工工艺过程适应围岩变形的活动状态。
此外，由于硬岩和软岩上岩体的特点存在差异性，应当选用适宜的支护方法。
对软岩巷道支护措施的研究不仅有助于提高开采效率和质量，还能确保作业的安全性。
关键词：矿井；软岩巷道；支护措施矿井下软岩巷道是指在开采过程中，由于上方的岩石较软，容易发生变形和破坏，从而需要采取特殊的支护措施来维护巷道的稳定性。
矿井下软岩巷道是开采过程中的重要组成部分，其稳定性和安全性对矿的正常生产和人员安全具有重要意义。
然而，由于软岩巷道的地质条件复杂，受地下水、地应力等因素的影响较大，容易发生变形、破坏等问题，给生产带来很大的安全隐患。
因此，研究矿井下软岩巷道支护措施具有重要的理论和实践意义。
1 软岩巷道的特点及支护难点1.1 软岩巷道的特点1.1.1 岩石性质差软岩巷道的岩石强度通常较低，抗压强度一般在10MPa～30MPa之间，甚至有的只有5MPa～10MPa。
此类巷道围岩胶结程度往往较差，且具有强烈的吸水性，当吸收水分后，岩石会膨胀，进一步加剧了巷道围岩的稳定性问题，影响了岩石之间的连接性，这使得软岩巷道在受到外力作用时，容易发生变形和破坏。
加上随着浅部资源的逐渐采空，矿井开采逐步向深部转移，大埋深、急倾斜、高应力环境、构造复杂、围岩破碎、采动影响等因素叠加，给矿井巷道维护带来了更多的挑战。
1.1.2 地下水丰富地下水丰富会增加矿井下软岩巷道的施工难度。
一方面，地下水的存在会影响施工进度，因为需要采取措施排除或减少地下水的影响；另一方面，地下水可能会影响施工质量，如导致喷射混凝土不均匀、锚杆安装困难等。
软岩巷道综合支护技术研究
软岩巷道综合支护技术研究摘要：软岩巷道综合支护技术是煤矿开采中使用比较广泛的技术类型，对于煤矿业的发展有着重要的影响。
本文主要就软岩软岩巷道综合支护技术进行了分析研究。
关键词：软岩；软岩巷道综合支护技术引言软岩是一种特定环境下的具有显著塑性变形的复杂岩石力学介质。
软岩可分为地质软岩和工程软岩两大类别的概念。
地质软岩是指强度低于25MPa的结构松散、孔隙度大、节理发育、胶结度差及具有风化膨胀性的一类岩体的总称。
工程软岩是指由于工程力作用发生显著塑性变形的一类工程岩体的总称，其定义在强调软岩的软、弱、松、散等低强度特性的基础上，进一步重点强调软弱围岩所承载工程力的大小，即从软岩强度和其所承载工程力大小两个方面分析其对立统一关系，从而把握工程软岩的实质。
根据软岩特性的差异及产生显著塑性变形的机理，软岩可分为4大类，即膨胀性软岩、高应力软岩、节理化软岩和复合型软岩。
一、软岩巷道综合支护技术注意事项锚杆支护设计属于一个动态形式而非一次性完成的工作。
巷道锚固支护设计想要实现其安全性和合理性，就必须能够将支护设计过程中所提供的所有信息都充分考虑在内，比如有关巷道围岩状况调查结果以及物理力学评估数据等，刚开始的设计大都是以数值计算进行的，还包括井下日常的检查工作和专项监测以及信息的反馈与修正设计等【1】。
而且矿井的地质条件具有复杂性，变化多段，在具体的施工中一定要尤其重视地质条件发生变化时，需要对支护设计的相关参数做出及时的调整和修改，一定要特别注重锚杆的支护质量以及其受力的监测情况，如若发现问题，要及时给予解决。
二、软岩巷道综合支护技术分析1、注浆加固技术注浆是具有很强实用性、应用范围很广泛的底板加固技术。
它通常通过采用一定的压力手段，在岩层的孔隙注入某些能与围岩固结的浆液，从而增强岩体强度，使巷道围岩体形成稳定性高的新结构体，从而达到改善围岩物理力学性质的目的。
例如针对五阳矿76#-2厚煤层专用回风巷道底板经常发生大变形破坏的现象，通过研究厚煤层巷道底朦机制及控制理论，提出对厚煤层巷道底板进行中、深部加固的治理思想控制底朦，采用底板注浆加固措施。
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软岩支护技术在国内外的发展现状
1新奥法 20世纪60年代, 奥地利工程师在总结前人经验基础上, 提出一种新的隧道设计施工方法一新奥法,目 前已成为地下工程的主要设计施工方法之一。 1978年, 米勒教授较全面地论述了这种方法的基本指导思想和主要原则, 并将其概括为22条。1980 年, 奥地利土木工程学会地下空间分会把新奥法定义为：“ 在岩体或土体中设置的使地下空间的周 围岩体成一个中空筒状支撑环结构为目的的设计施工方法” 。其核心是利用围岩的自撑作用来支撑 隧道, 促使围岩本身变为支护结构的重要组成部分, 使围岩与构筑的支护结构共同形成为坚固的支撑 环。 新奥法既不是单纯的施工方法, 也不是单纯的支护方法, 而是充分利用和调动巷道围岩强度与自身承 载能力, 按岩石力学、围岩支护共同作用原理制定的一套地下工程设计、施工、支护、监测新概念。 它是先用工程类比法确定第一次锚喷的参数, 随之进行围岩的监控量测。经过量测信息反馈来调整支 护参数。利用现代岩石力学中围岩与支架共同作用的理论, 利用一次支护的变形、收敛以至局部开裂 来释放围岩中的部分能量, 延续一段时间后, 再用二次支护补强,来解决一般的软岩支护问题。 2 应变控制理论 日本山地宏和樱井春辅提出了围岩支护的应变控制理论。该理论认为隧道围岩的应变随支护结构的 增加而减少, 而容许应变则随支护结构的增加而增大。因此, 通过增加支护结构, 能较容易地将围岩 应变控制在容许应变范围内。支护结构的设计则是在由工程量测结果确定了对应于应变的支护工程 的感应系数后确定的。
软岩巷道支护技术研究进展
张青
软岩巷道支护技术研究进展
摘要：随着我国新生代煤层的大力开发，软岩矿井的数量也在与日俱 增。特殊条件下的巷道施工与维护问题已变得日益突出，并成为影响 和制约我国煤炭工业发展的重要因素之一。采用常规的支护方法，已 不能满足安全生产的需要。研究有效而经济的软岩支护方法 , 是当前 生产中急需解决的问题。为此查阅了大量相关科技期刊，对多个典型 软岩矿井的支护技术进行分析，总结了我国软岩支护的发展现状。这 对提高我国软岩支护的技术水平，提高经济效益，都有着十分重要的 意义。
引 言 由于深部岩体处于复杂的工程地质环境，使深部岩体表现出的力学特 性与浅部开采时往往具有很大的差异，并且，随着开采深度的增加， 伴随着硬岩矿井向软岩矿井的转型。在浅部开采基础上发展起来的传 统支护理论、设计方法及技术已难以适应深部巷道支护的要求，尤其 是深部软岩巷道支护设计及实际的需要。 随着其开采深度不断增加, 受高应力的影响, 软岩问题愈趋严重, 深部 围岩处于软岩状态, 施工条件趋于复杂化, 巷道及硐室支护的难度和破 坏程度不断增加。底臌是煤矿巷道中经常发生的动力现象 , 巷道底臌 使断面缩小, 阻碍运输、通风和人员行走, 因底臌而造成巷道报废的现 象时有发生, 严重影响生产和威胁安全。软岩巷道支护问题日益突出。 研究高效而经济的软岩巷道支护方法,是目前矿井生产急需解决的问题。
软岩巷道的基本特征
2.1软岩的概念 软岩是我国煤炭系统的习惯用语, 它的概念已不是狭义的字面上的含义。目前人们普遍认可的软岩的 概念包括松散型软岩、破碎型软岩、流变型软岩、膨胀型软岩及高地应力型也称硬岩软化型软岩等 五种特点岩石。
2.2软岩的基本特征
1)软岩松散破碎, 结构疏松, 容重低, 孔隙率较高, 强度小, 稳定性差。一般软岩多为泥岩、炭质泥岩、 砂质泥岩及粉砂岩组成, 单向抗压强度小于200 Mpa。 2)软岩易吸水崩解, 膨胀性强。软岩膨胀的概念有两个一、专指那些含有膨胀性矿物如高岭石、蒙脱 石等的软岩所产生的膨胀变形。 3)软岩巷道自稳性差, 围岩压力大, 来压快, 自稳时间短。多数围岩自稳时间仅几十分钟到几小时。 4）软岩巷道变形量大, 变形持续时间长, 具有流变性能。软岩静压巷道中总变形量超过400-500mm 者甚多。变形时间一般都在1-3个月以上, 甚至半年后仍继续增长。 5）软岩巷道变形速度快, 变形范围广, 底腻明显。
3.4围岩应力水平高
岩石强度低是形成软岩的重要因素, 但这只是问题的一个方面。岩石强度的高低是一个 相对的概念, 它与地应力紧密相联。如果岩体强度低, 但地应力绝对值也低, 就表现不出软岩特征。 围岩应力水平高, 表现在三个方面
1)巷道埋深大
随开采深度的增加, 一些原本稳定性较好的围岩也显现出软岩的特征。 2)构造应力大 3)集中应力作用 连接处巷道、受邻近巷道掘进影响的巷道等, 其围岩均承受一定的集中应力, 从而使围 岩由稳定状态过渡到软岩状态。 3.5岩石吸水膨胀 遇水膨胀地层, 多含有蒙脱石、伊利石、高岭石等粘土矿物成分, 亲水后产生显著的体积膨胀, 巷道 开挖在这种软岩地层中, 若治水措施不当极难支护。
பைடு நூலகம்
3能量支护理论 萨拉蒙（M.D.Salamon）等人提出了能量支护理论, 认为支护结构与围岩相互作用、共同变形, 在变形过程中, 围岩 释放一部分能量, 支护结构吸收一部分能量, 但总的能量没有变化。因而, 主张利用支护结构的特点, 使支架自动调整 围岩释放的能量和支护体吸收的能量, 支护结构具有自动释放多余能量的功能。 4 轴变论和开挖系统控制论 于学馥等人于1981年提出“ 轴变论” , 认为巷道塌落可以自行稳定可以用弹性理论进行分析围岩破坏是由于应力超 过岩体强度极限引起的塌落是改变巷道轴比, 导致应力重分布应力重分布的特点是高应力下降、低应力上升, 并向无 拉力和均匀分布发展, 直到稳定而停止应力均匀分布的轴比是巷道最稳定的轴比, 其形状为椭圆形。 近年来, 于学馥等人运用系统论、热力学等理论提出“ 开挖系统控制理论” 开挖干扰了岩体的平衡, 这个不平衡系 统具有自组织功能。 5 联合支护技术 该技术是在新奥法基础上发展起来的, 以冯豫、陆家梁、郑雨天、朱效嘉为代表。重要观点为对于巷道支护, 一味强 调支护刚度是不行的, 要先柔后刚, 先让后抗, 柔让适度, 稳定支护。 4.6锚喷一弧板支护理论 该理论是对联合支护理论的发展, 其要点为对软岩总是强调放压是不行的, 让压后要坚决顶住, 即强调联合支护理论 的先柔后刚的刚性支护形式, 坚决限制围岩向中空位移、 4.7松动圈理论 该理论是董方庭教授提出的, 其主要内容凡是裸体巷道, 其围岩松动圈都接近于零, 此时巷道围岩的弹塑性变形虽然 存在, 但并不需要支护。松动圈越大, 收敛变形越大, 支护难度就越大。因此, 支护的目的在于防止围岩松动圈发展过 程中的有害变形。
软岩巷道的支护困难原因分析
造成软岩巷道地压显现剧烈, 支护困难的原因是多方面的, 最主要的原因有以下几个方面。 3.1岩层成岩年代晚, 胶结程度差 我国软岩矿区主要分布在开采新生界第三纪褐煤和开采中生界上侏罗纪的褐煤矿区。这些矿区煤层 顶底板岩石都非常松软破碎, 易风化, 因此怕风、怕水、怕展。 3.2岩石强度低 煤矿软岩多为泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩等, 单向抗压强度都比较低。由于岩石强度低,表现在围岩 松散、软弱, 在中等或稍高应力水平状态下就能产生较大的围岩变形, 支护困难。 3.3节理发育, 岩体破碎 有些矿区, 虽然岩石强度很高, 但由于节理比较发育, 岩体破碎, 支护也十分困难。所以,在岩块强度高 的节理化地层中, 也可能表现出软岩特征。