煤矿软岩巷道支护技术的研究及发展
煤矿软岩巷道掘进支护技术研究
中 州煤 炭
总 第２ １ ８ 期
煤 矿 软 岩 巷 道 掘 进 支 护 技 术 研 究
董开 封 ， 丘 富旺
（ 河 南能 源化 工集 团 永煤 公 司 新桥 煤 矿 ， 河南 永城 ４ ７ ６ ６ ０ ０ ）
摘要 ： 分 析 了软 岩 巷 道 围岩 变形 破 坏 特 征 及 原 因 ， 根据 软岩巷道 破坏 机理 ， 对 刘 庄 矿 一５ ６ ０ ｍ开拓 大巷 采用
关键词 ： 软岩巷道 ； 破 坏机理 ； 支 护优 化 ； 矿 压 观 测 中图分类号 ： Ｔ Ｄ ３ ５ ３ 文 献标 志 码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ３— ０ ５ ０ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２～ ０ ０ ０ ７— ０ ２
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｓ ｕｐ ｐｏ ｒ ｔ ｉ ｎｇ Ｔｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｆ ｏ ｒ Ｓ ｏ ｆ ｔ Ｒｏ ｃ ｋ Ｒｏ ａ ｄ ｗａ ｙ Ｄｒ ｉ ｖ ｉ ｎｇ ｉ ｎ Ｃｏ ａ ｌ Ｍｉ ｎ ｅ
Байду номын сангаас
１ 工 程 概 况
正在 掘进 的刘 庄 矿 一 ５ ６ ０ ｍ 开 拓大 巷 ， 轨道巷 、
收缩严 重 ， 增 大 了通 风 阻 力 ， 减 小 了行 人 安 全 距 离 ；
巷道 也 出现 冒顶 掉 渣 的 现 象 ， 严重危及人身 安全。 基 于 以上 情况 ， 改 善巷 道支 护质 量尤为 迫 切 。
Ｄ ｏ ｎ ｇ Ｋ ａ ｉ ｆ ｅ ｎ ｇ ， Ｑ ｉ ｕ Ｆ ｕ ｗ ａ ｎ ｇ
（ Ｘ ｉ ｎ ｑ ｉ ａ ｏ Ｃ ｏ ａ ｌ Ｍｉ ｎ ｅ ， Ｙ ｏ ｎ ｇ ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ Ｃ ｏ ａ ｌ Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｎ ｙ ， Ｈ ｅ ｎ ａ ｎ Ｐ ｒ ￣ｉ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｉ ｄ ． ， Ｙ ｏ ｎ ｇ ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ４ ７ ６ ６ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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的拱 部 ， 会 凸显偏大 的形变 。 严重态势下， 巷道固有的墙 体 ， 也会潜 藏着 （ 三） 测定支护成效 裂痕 。 随时 测定支 护效果 ， 能够依 照测量得来 的数值， 妥善调整既有 的支 （ 二） 锚杆 扭曲或毁损 护 技术 ， 更适 宜场地 环境 。 地 段原有 的切 向应 力， 会聚集干这一范畴 的
巷 道形变 带有时效 的特 性， 对应 着的锚 杆荷载 ， 也会带有 时效 。 伴 随时 间延展 ， 锚杆原初的受 力状 态 ， 会渐渐变更 。 这是 因为， 锚杆安设 的 巷 道侧壁 。 这 种态 势下， 巷 道区段 固有 的岩层 ， 会 凸显高层级 的塑性 状 态， 建 构了塑性区 。 松 动态 势下的这 种 区段 ， 很难 承受荷 载 。 巷 道采 掘 初始 时段， 它荷 载着 的应 力偏 低 ； 测量得来的承受力， 也是偏 低的。 初期 之中， 围岩布设着的周边受力， 会随 同采 掘深入 ， 而重新予以布设 。 若没 的形 变会 造成安设 的锚 杆裂开， 甚至 整体碎裂 。 能及 时发 觉这一状 态 ， 则采掘 出来的塑性 区， 就很 易扭 曲， 带 来松动 毁 （ 三） 初期形变拓展 损。 巷 道开挖特 有的 初始时 段， 巷 道形变速 率很快 。 持 续一周以后 ， 原 （ 四） 调 整技术措施 初的形变速 度， 开始变得缓慢 ， 但仍 凸显 出明晰的倾 向。 经过偏长时段 ， 锚杆支 护预设 的架 构， 通常拟 定了明晰的 临界值 。 这样的 临界 值 ， 巷道 预设 的整体构 架 ， 才会 渐渐稳定 。 这种形 变根源 ， 是长时 段的软岩 整合 着强度及刚度 。 若低 于设定 出来的临界 数值， 则巷道 潜藏着不稳 定
煤矿软岩巷道支护技术的研究及发展
李子琛 山西忻州神达望 田煤业有限公司 ０ ３ ６ ６ ０ ０
浅谈煤矿软岩巷道支护技术
浅谈煤矿软岩巷道支护技术随着煤矿开采技术的成熟，开采深度的不断深化、开采规模的扩大，巷道损坏程度逐渐的扩大。
软岩巷道支护一直是巷道工程的一个疑难点。
软岩巷道的支护与使用维护优劣程度，直接影响到煤矿安全高效生产。
文章通过对软岩巷道的概念、支护原理、支护原则、支护类型、支护对策等方面进行论述。
标签：软岩巷道；支护；原理；原则1 软岩的基本概念软岩是在特定的环境下，塑性变形明显的岩体。
这种岩体多是泥岩、粉岩等。
软岩的特点可以用软、弱、松、散概括。
在煤矿巷道支护施工中，巷道围岩就是需要施工的岩体；工程力是指岩体上的重力、应力、水作用力、膨胀应力等。
软岩通常分：低强度高膨胀性软岩、高应力软岩、极破碎软岩、复合型软岩四类。
1.1 低强度高膨胀性软岩，围岩质地破碎、强度偏低、遇水变形，对施工中的震动耐受力差。
巷道围岩变形迅速，给支护带来很大困难。
由于软岩中的泥质成分和结构面确定了软岩的特征，导致软岩产生塑性变形。
软岩通常具有可塑性、膨胀性、崩解性、流变性、扰动性等特性。
1.2 我国煤矿开采深度逐年增加，使得一些矿井重力引起的垂直应力骤增，构造应力场错综复杂；在高应力条件下，扰动影响剧烈，围岩破坏程度加剧，涌现新裂纹致使煤岩体积扩大，扩容膨胀。
1.3 极破碎软岩巷道围岩内节理不同、裂隙等结构面，围岩支体破碎、稳定性差。
巷道掘进工作中可能发生冒顶和片帮，给支护作业带来诸多不便。
1.4 复合型软岩指上述3种软岩类型各种组合。
2 软岩巷道支护原理与支护原则2.1 支护原理软岩巷道支护的重点在于发掘自承能力。
支护原理：依据岩层特性，地压来源，运用科学设计方法，使支护体系和施工过程能够适应围岩变形的种种情况，从而达到控制围岩变形、维护巷道稳定的宗旨。
（1）改变思想，支护结构和强度和围岩自承能力相适应，与围岩变形及强度相结合，实践证明，单纯提高支护刚度的做法是难以达到预期效果；（2）适当卸压、加固与支护相结合的方法相辅相成，运筹帷幄，高应力区，需要卸力合理，对变形大的区域，要让度适量，支离破碎区域，进行整体加固；（3）对于围岩变形量测定，及时掌握围岩变形的活动状态，根据测定结果予以反馈，以确定二次支护结构的相关技术参数；（4）坚持综合治理、持续监控的支护思想。
软岩巷道支护技术
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。
煤矿软岩巷道工程支护的研究现状与展望
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ｐ ｒ ｎ ｉ ｅ ａ ｅ ｉ ｏ ｏ ｋ ｒ ａ ｗａ ｓ ｂ ｃ ｍｅ ｍｏ ｅａ ｒ ｕｓａ ｉ ｇ，ｄ ｒ ｃｌ ｆｅ ｔ ｈｅｓ ｆｔ ｎ ｇ ｆｅ ｔ ｅ ｐ ｏ ｃ ｆ ｏ ｔａ ｄ ｍａｎｔｎ ｎｃ ｎ ｓ ｆ ｒ ｃ ｏ ｄ ｙ ｉ ｅ ｏ ｒ ｎｄ ｍｏ ｅ ｏ ｔｔｎｄ ｎ ｔ ｉｅ ｔｙ ａｆｃ ｓｔ ａｅｙ ａ ｄ ｈｉｈ ｅｆ ｃｉ ｒ ｄｕ ｔｏ ｖ
关键词 ： 岩巷道 ； 护 ； 究现状 ； 望 软 支 研 展 中 图分 类 号 ：Ｄ ５ Ｔ ３３ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ５ ２ ９ （０ １ ０ － ０ １ ０ １０ — ７８ ２ １ ） １ ０ ０ — ６
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｓ ａ ｕ ｎ ｏ ｐ ｃ ｎ Ｔｈ ｕ ｐ ｒ ｆＳ ｆ ｃ ｓ ａ ｃ ｔ ｔ ｓ ａ ｄ Ｐｒ ｓ ｅ ｔｏ ｅ Ｓ ｐ ｏ ｔｏ ｏ ｔＲｏ ｋｌＭ ｉ ｅ ａ ｗａ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｉ ａ ｎ
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 ， 软岩问题愈 趋 严重 ， 直接影响煤矿安全 高效 生产。软岩巷道支护 问题 的研究 得到了 国内外 有关学者 的高度关 注 ， 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 ， 软岩巷 道工程 支护理 论和支 护技术 方 在 面取得 了大量 的研究成 果。在分析和总结煤矿软岩 巷道支护常用支护技术 的基础 上 ， 出高强度 锚杆 、 提 锚 注支护及联合支护将成 为软岩巷道支护新 的发展形 式。
新桥煤矿高应力软岩永久巷道支护技术研究
４ ４ １ ， 高 ３ ８ ｍ， 高 ２ ２ ｍ， 高 １ ６ ｍ， 高 ． Ｉ净 Ｔ ． 高度 由原 来 的 ３ ９ ｉ 形 ． ４ ０ ｍ， ． ｎ变
到 现 在 的 ３ ０～３ ５ ｉ， 板 变 形 严 重 ， 部 底 鼓 量 ． ． ｎ 底 局
无法 修复 ， 导致整 个巷 道报废 ， 重影 响矿 山的生 产 严
和 安 全 。永 煤 公 司 新 桥 矿 ～５０ ｍ 北 翼 轨 道 运 输 大 ５
制， 网片 规格 ｌ８ ０ｍｍ ×１３ ０ ｍ 喷 射 混 凝 土厚 ０ ０ ｍ，
１０ ｍ 标 号 Ｃ ５ 混 凝 土 配 比 （ 量 比 ） 水 泥 ： ０ ｍ， １， 质 为 砂
达 到 了 ８ ０ ｍｍ。其 修 复 思 路 为 ： 板 施 工 ３根 长 ０ 顶
６ ３ ｍ 的 预 应 力 钢 绞 线 锚 索 ； 帮 分 别 施 工 ２根 长 ． 两 ２ ４ ｍ、 ２ ． ０ ｍｍ 的 普 通 树 脂 锚 杆 和 ２根 长 ６ ３ ｎ、 ． ｌ
３ ９ ｍ， 宽 ４ ６ ｍ， ｌ７ １ １ ７ ｍ， 进 断 面 积 ． 毛 ． 长 ８ ．０ 掘
关 键 词 ： 桥 矿 ； 岩 巷 道 ； 浆 锚杆 ； 板 锚 索 ； 梁 新 软 注 底 底 中 图分 类 号 ： Ｄ３ ３ Ｔ ５ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ３—０ ０ ２ １ ） ｌ一０ ７—０ １０ ５ ６（ ０ １ ０ ０１ ２
底 鼓 导致巷道 断 面缩小 ， 碍 运输 和人员 行走 ， 阻 妨碍 通风 ， 多 矿 井 不 得 不 投 人 大 量 人 力 、 力 做 许 物 “ 底 ” 临 时 处 理 工 作 ， 的 巷 道 底 鼓 严 重 ， 至 卧 等 有 甚
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。
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。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。