软岩巷道“让压-支护”围岩控制技术与应用
王坡矿软岩巷道定量让压支护稳定性控制技术
王坡矿软岩巷道定量让压支护稳定性控制技术吉少卿【摘要】软岩巷道断面成型不好,强度低、结构破碎,保持软岩巷道的稳定安全是目前亟待解决的问题.以王坡矿3210工作面运输巷为工程背景,提出了软岩巷道\"定量让压\"支护方案,综合运用了理论分析和实验室试验的方法,确定了3210工作面运输顺槽的让压空间和最佳支护时机.针对巷道围岩具体情况提出\"让压层+U型钢支架\"的支护方案,并进行了相应的矿压监测.结果表明:顶底板的最大移近量为135.8 mm,两帮的最大移近量为105.6 mm,该支护方案保证了围岩的稳定性.【期刊名称】《山西焦煤科技》【年(卷),期】2019(043)002【总页数】4页(P36-39)【关键词】软岩支护;巷道断面形状;定量让压支护;围岩控制【作者】吉少卿【作者单位】山西天地王坡煤业有限公司,山西晋城 048021【正文语种】中文【中图分类】TD353由于我国煤层开采深度的不断增加和开采条件的日益复杂，开采过程中遇到很多软岩巷道，软岩巷道强度低、结构破碎，传统支护方法难以控制，如何解决软岩巷道围岩变形是目前急需解决的问题。
目前，国内外学者对软岩巷道破坏机理及治理措施展开相关研究：西原[1]提出了岩石变形与时间关系的弹性—黏塑性模型，研究了岩石蠕变变形与时间有关的岩石形态，并建立了力学本构模型，称为西原蠕变模型；王志俭等[2]对泥岩进行三轴蠕变实验，提出了相应的流变模型，获得了泥岩蠕变的强度指标；韩立军等[3]对砂岩进行单轴蠕变实验，建立了砂岩的非线性黏弹塑性蠕变模型；在软岩巷道治理方面，目前支护技术包括锚喷支护、锚注支护、棚式支护等[4]. 其中，棚式支护已经广泛应用于采矿工程、建筑工程等诸多领域，具有强度高、整体稳定性好的特点。
本文主要针对王坡矿3210工作面软岩巷道的具体情况，提出让压支护技术，并对支护方案的具体参数进行了分析研究，以保证巷道围岩的稳定性。
千米深井软岩巷道支护工艺改进与应用
应力方向尽可能保 持平 行或成较 小 角度 ， 减小 地应力 对巷道的影响。
３ ．８ Ｐ ， ０ ４ Ｍ ａ 在高地应力 作用 下 ， 岩也变 为软 岩 ， 以 硬 所 巷道破坏 明显加剧 。 （） ２ 构造应力作用影 响。矿井转入深井 后 ， 地质 条 件愈来愈 复杂 ， 层 落差 逐 渐 增 大 ， 层 密度 逐 渐 增 断 断 加， 发育 断层 比例逐渐 增高 。受其构造应 力作用 ， 岩 煤 层的抗 拉 、 抗压强度均 受到较大影响 ， 造成 矿井支护 困 难、 围岩变形量 大 、 道破 坏严 重 。因此 ， 造应 力 作 巷 构 用是深部巷道 变形 破坏的一个重要 因素 。 （） ３ 采动应力作用影 响。由于深部巷道具有“ 受 易 扰动性” 因此周边应力 环境 改变 ， ， 如掘巷 、 开采 、 复 、 修 停采等都会对 巷 道造成 影 响。距 离越 近 ， 动应 力 影 采 响愈严重 ， 随距 离增加 ， 采动应力影响逐 渐减弱 。煤 柱 应力集 中程度 高 ， 受其影 响巷 道破 坏将会 更 严重 。矿 压观测表 明 ， 深部采 动应 力影响范 围较 大 ， 般在几 十 一
米甚至上百米 以上。
（ ） 大水平应 力作用会 使巷道 顶底板岩 层发 生 ２最 剪切破坏 ， 因此 ， 优化锚 杆 支护材 料和参 数 ， 防止顶板 岩层错 动和考虑底板岩层支护 ， 防止膨胀 ， 从而保证 顶
板 、 板早期稳定 。 底
（ ） 直应力 容易造成 两帮变 形 ， ３垂 因此 ， 两帮控制 至关重要 ， 采取切实可行 的护 帮手段 ， 防止两帮形成 滑
３ １ 湿喷 技术 的研 究 与应用 ．
膨胀型软岩巷道支护技术研究及应用
支护上提 出的及 时封 闭、适 当让 压等支 护原则 仍为 现场 工
程 施 工 指 明 了 方 向 。本 文 从 工 程 实 际 出发 ，通 过 对 不 同 巷
道支护方法 的比较 ，分析 总结膨胀 性 软岩巷道 变形 机理 和 施工技术 ，以期对类似条件巷道支护提供借鉴意见 。
１ 治水先行 。围岩破坏力包括 重力、构造应力 、碎胀 ） 力和膨胀 力等。重力 、构造应力在任何 围岩环境 中都存在 ， 而膨胀 力是水胀 性软 岩 中特 殊存 在的一 种破坏 力 。围 岩支 护本质 是控 制各 种外 载荷引 起 的有 害变 形 ，保证 巷道基 本 的功能空间。因岩石遇水 膨胀形 成 的破坏力 的治 理根本 在
力增高和强度降低 两个结 果 ，而这 两种 结果均 对支 护非 常
收稿 日期 ：２ １ — ３—１ ０１ ０ ４
作者简介 ：张俊波 （９ ９一） １７ ，男 ，湖北襄 阳人 ，硕士 ，２ ０ ０８年毕业 于中国矿业 大学 （ 北京 ） 采矿工程专业 ，现从事煤 矿 采掘技术管理工作 。
２１ ０ １年第 ６期
中图分类 号 ：Ｔ ３ ３ ６ Ｄ ５ ． 文献 标识 码 ：Ｂ 文章 编 号 ：１ ７ — ９ ９ ２ １ ） ６０ ４ －２ ６ １ ０ ５ （０ １ ０ － ００ ０
不利 ，当支护不 足以抵抗 围岩 变形 时 ，围岩就 向巷道 内部 自由空 间移 动 ，如果支 护是柔 性 的 ，那 么支护 与 围岩在某
一
软岩巷道支护一直以来都是采矿工程 领域的一个 难题 ， 软岩巷道 一般 都表 现 出矿压 显 现 明显 、顶 底板 移 近量 大 、 片帮严重 、底鼓 明显 等特征 。在 巷道支 护机 理、岩石 力 学 特性和巷道支护设 计方法 与技 术上 ，国内外研 究人 员都做 了大量的研究 ，但基本 上还 没有得 到一 个普遍 适用 的可 以
让压支护技术在大跨度软岩硐室中的应用
［ 关键 词 ］ 软 岩巷 道 ； 大跨 度 ； 让压 支护 ［ 中图分类号 ］Ｔ ５ 文献标识码 ］Ｂ ［ Ｄ３４［ 文章编号 ］１７ － ４（ １） ０８ ６２９ ３ ０２ ３ ２ ２ ９ ２ ０ 护 ，待硐 室贯通 后 ，统一 浇筑 永久 钢筋 混 凝土 碹 体。 投入 使用 后 ， ２６和 ２７工作 面周 围面 回采 受 １ １ 面影 响 时 ， 体 出现 大 面 积 开裂 、 落 ， 碹 脱 目前 受 正 在 回采 的 ２ ８工作 面影 响 ，巷 道 围岩 变形 更 为突 １
［ 摘
要］ 由于软岩本身具有 的大变形特性 ， 使软岩巷道 支护变得 复杂 ， 尤其在服务年限长的 开拓 巷 道 ， 一 的 支护形 式更难 以满足巷 道 的 支护 需求 。为 了探 索大跨 度软 弱 围岩 单 硐 室 支护设 计新 方 法 ， 以下石 节煤矿 ＋ ５ 水 泵房 为对 象进 行 了锚 网索让压 支护 ９ ０ｍ 理 论研 究 。研 究结 果表 明 ， 当让压后 再进行 加 强 支护 ， 利 于最 大限度 地提 高 围 适 有
２ ８
ｄｉ ０３ ６ ／ｉｓ．６ ２ ９ ４ ． ２０ ．１ ｏ： ９ ９ｊｓｎ１７ — ９ ３２ ．３０ １ ． ０１ １
能 源 技 术 与 管 理
２１ 第 ３ ０２年 期
让 压 文 护 技 术 在 大 跨度 袄 岩碉 室 中 的应 用
吴新科 史永 涛 ，
（． １陕西陕煤铜川矿业有限公司， 陕西 铜川 ７７ ０ ；． ２ ００ ２中国矿 业大 学， 江苏 徐州 ２ １ ０ ） ２ ０ ８
脚 内移等 变形 破坏 特征 。 工 作面采 动 影响 时 ， 受 在
联合支护技术在软岩巷道中的应用探索马志国
联合支护技术在软岩巷道中的应用探索马志国发布时间：2021-09-30T07:06:02.091Z 来源：《防护工程》2021年14期作者：马志国李先波赵名名[导读] 为了实现对软岩巷道围岩控制，在对巷道支护理论进行分析的基础上，基于此，笔者在对卷道支护技术进行分析的基础上，提出采用锚网喷+UI型钢+中空注浆的联合支护技术，现场实践表明，该联合支护技术能有效的保证巷道围岩稳定，卷道围岩变形量得到较好的控制，为矿井安全高效生产创造了有利条件。
马志国李先波赵名名赤峰柴胡栏子黄金矿业有限公司内蒙古赤峰 024039摘要：为了实现对软岩巷道围岩控制，在对巷道支护理论进行分析的基础上，基于此，笔者在对卷道支护技术进行分析的基础上，提出采用锚网喷+UI型钢+中空注浆的联合支护技术，现场实践表明，该联合支护技术能有效的保证巷道围岩稳定，卷道围岩变形量得到较好的控制，为矿井安全高效生产创造了有利条件。
关键词：开拓巷道；软岩；炮掘；联合支护1应用实例1.1锚网喷＋U型钢棚联合支护在轨道大巷冒落段的应用 1.1.1设计支护形式与巷道破坏原因花园煤矿轨道大巷软岩段设计支护形式为锚网喷，锚杆规格为①20mm×2200mm，间排距为 600mm×600mm，全长锚固，金属网的规格为 JWH100/5。
5-L-1000× 2000，喷体强度为C20，喷层厚度为120mm。
但由于巷道上部承压较大，巷道顶板为泥岩，岩石较破碎，且厚度大于2.2m，锚杆只在泥岩中锚固，起不到有效的锚固作用。
巷道顶部出现局部暴皮现象，后虽采用锚索加强支护，但由于没有及时支护至迎头，造成轨道大巷迎头发生冒顶。
1.1.2 改进后支护形式和技术设计在冒顶区两侧实施主被动支护，并提升锚网喷和U型钢棚的防护力，棚间距是一米，从而确保冒顶区通过的安全性。
改进后的支护技术有以下三个特征：第一，依靠混凝土喷射来封闭并增厚围岩的稳固性；第二，将锚杆以及U型钢棚的支护能力充分体现出来，提升双方的优势；第三，更好协调锚杆以及U型钢棚之间的支护架构，提高支护能力。
极软岩层巷道围岩控制技术研究(毕业答辩)
4 巷道围岩力学特征与围岩应力数值模拟
4.1 建立模型 水井头矿主采煤层为Ⅱ煤，厚1~2.6m，平均 厚1.9m，倾角20°~40°，普氏硬度f=1.5，煤 层上方为砂质泥岩，呈灰黑色，含植物化石及 黄铁矿结核，厚12m。巷道所在岩层为40m厚 的中粒砂岩，灰白色，中厚层状。巷道下方为 46m厚的深灰色砂质泥岩。
巷道破坏原因 （1）工程地质条件恶劣，主要表现在巷道埋深 大、构造应力影响较大，围岩较破碎、强度低、 膨胀性强； （2）支护强度不足，尤其是两帮支护强度低， 没有锚索支护，未能充分调动深部围岩强度； （3）未采取底板控制措施，导致底鼓严重； （4）U型钢支架型号小、砌碹支护壁后充填不密 实，使支护体受力不均匀。
湖南科技大学07级硕士研究生
毕业答辩
极软岩层巷道围岩控制技术研究
报 告 人： 朱香辉 专 业：采矿工程 指导老师：王卫军（教授）
目
1 2 3
录
绪 论 极软岩层巷道耦合支护机理研究 巷道变形机理分析
4 力学特征与应力对巷道围岩稳定性数影响值 5 6 3 7
模拟 高应力极软岩层支护原理及数值模拟 工程实践 结论与展望
模型底部边界水平、垂直位移固定
（ux=0,uy=0），左右两侧模型边界的水平位 移固定（ux=0），采用莫尔-库仑破坏准则。
网格划分模型
4.2 巷道围岩力学特性对巷道稳定性的影响
普通软岩和极软岩层在相同应力作用下数值模拟结果
砂质泥岩
煤层
中粒砂岩
砂质泥岩
数值计算模型
力学参数
计算模型
根据FLAC软件计算精度对网格划分大小的要求，
计算模型模拟范围为:宽×高=100m×100m，网 格为200×200，划分为40000个单元，巷道开挖 部分采用网格细化处理，以提高其计算精度。计 算模拟模型的上部边界距地表约440米，则模型的 上表面施加均匀的垂直应力11Mpa 。
注浆技术在深井强动压软岩巷道围岩控制中的应用
注浆技术在深井强动压软岩巷道围岩控制中的应用摘要:本文分析了注浆加固技术基本特点,探讨了注浆压力、注浆孔深、注浆孔间排距、注浆加固部位的确定条件,并且介绍了注浆加固技术在丁集煤矿深井强动压软岩巷道围岩控制中的实际应用。
关键词:注浆技术深井强动压软岩巷道围岩控制1 注浆加固技术基本特点淮南矿区丁集煤矿平均采深已接近800 m,属于典型的深井。
实践证明,巷道注浆技术在深井强动压软岩巷道围岩控制中可以取得良好的应用效果。
由于巷道注浆的有效加固区是周边的浅部岩层,在改变围岩性质方面表现成以下特点。
(1)浅部围岩的应力降低是因为巷道塑性变形的产生,它和未遭破坏的岩体应力解除不同,浅层围岩的适应力不断变小是因为岩石和它的承压力都出现了降低,在这种情况下,围岩已经属于降低区,周边环境对其的制约性也出现了降低,但是尽管这样,围岩的承压能力还是没有发生本大的变化,它的强度主要通过缝隙与缝隙之间的摩擦强度来影响,没有受到任何破坏的岩石的承压力会出现降低。
(2)宏观缝隙的普遍存在使得岩块与岩块之间的孤立不断地加大,连接不再紧密,打破了岩石之间彼此传力机制的完整性,让岩块整体的承压了处于一种随时奔溃的情况下,很快形成,巷道矿压表现为顶板下沉、两帮挤入、底鼓及全断面来压。
注浆加固技术的实施室在围岩变形尚未稳定时进行,所以注浆加固技术的主要特征是考虑围岩变形的动态影响。
因而注浆参数包括与围岩破坏及变形对应的注浆深度和注浆加固体强度,以及注浆孔间排距、注浆压力等与巷道围岩裂隙渗透性能相关的注浆参数。
2 注浆压力的确定注浆压力需要根据巷道围岩具体情况进行确定,对于新掘巷道,注浆终压一般为2 MPa,其他巷道条件要满足的原则:(1)对于岩性软弱的岩体,控制注浆压力不超过抗压强度的1/10。
(2)对于渗透性差的岩体,应加密注浆孔注浆。
(3)对于有明显裂隙的岩体,注浆压力不超过 2 MPa。
(4)对于裂隙发育严重破碎的岩体,注浆压力不要超过1 MPa。
深部极复杂软岩巷道围岩稳定控制技术
深部极复杂软岩巷道围岩稳定控制技术摘要：本文介绍了深部极复杂软岩巷道围岩的稳定控制技术。
首先，将介绍几种常见的地质因素，包括岩性、构造、水文和采矿排放等，以及对深部极复杂软岩巷道的影响。
其次，介绍了应用于深部极复杂软岩巷道的稳定控制技术，这些技术包括巷道增强、支护技术、加固技术、稳定技术、防治技术等，并举例说明了每种技术的应用。
最后，综合考虑上述因素，提出了深部极复杂软岩巷道的稳定控制原则。
关键词：深部极复杂软岩巷道；地质因素；稳定控制技术；稳定控制原则正文：1. 深部极复杂软岩巷道的地质因素在开采深部极复杂软岩巷道时，地质因素是影响巷道稳定性的重要因素。
常见的地质因素包括岩性、构造、水文和采矿排放等。
其中，岩性是深部极复杂软岩巷道稳定性影响最大的因素，岩石的力学性质及其内部微观结构对巷道稳定性有重要影响。
构造因素指的是岩体的构造特征，如断层、褶皱、翘曲等，构造会影响巷道的稳定状态。
水文因素是指地下水的流量和流向，水文因素会导致岩体的浸润和潮湿。
采矿排放包括巷道排气和卸荷，这些会对深部极复杂软岩巷道的稳定性产生影响。
2. 应用于深部极复杂软岩巷道的稳定控制技术为了保证深部极复杂软岩巷道的稳定性，应当应用适当的稳定控制技术。
常见的稳定控制技术包括巷道增强技术、支护技术、加固技术、稳定技术、防治技术等。
巷道增强技术是指通过增加地表巷道的力学强度，使其更加稳定，常见的巷道增强技术有连续墙、不连续墙、夹层墙等。
支护技术是指把支护构件安装在巷道里，以防止岩石出现裂缝，提高深部极复杂软岩巷道的强度。
常见的支护技术有单搭锚、支护网、支护垫等。
加固技术是指对巷道墙体进行加固，以改善岩体的力学性质，加固技术有夹层注浆、初始张力注浆等。
稳定技术是指控制岩体的稳定状态，以防止岩体塌陷，稳定技术有稳固施工、局部增强施工等。
防治技术是指预防和化解巷道塌陷的技术，防治技术有岩爆、岩护、安全监测等。
3. 深部极复杂软岩巷道的稳定控制原则深部极复杂软岩巷道的稳定控制原则是根据巷道地质及巷道结构特点，结合围岩强度及稳定性的评价，合理选择稳定控制技术，以保证深部极复杂软岩巷道的安全及稳定性。
围岩弹塑性力学分析与支护参数确定在软岩巷道支护中的应用
Ｉ ■
围岩弹塑性力 学分析 与支护参数 确定 在软岩 巷道支 护 中的
应 用
赵智平
（ 淮北矿 业集 团公 司朔里煤 矿 安徽 淮北 ２５ ５） ３０ ２
［ 摘 要］ 文浅 析矿 井软 弱围岩 支 护中， 本 围岩 塑性 圈弹塑 压 力分布 ， 根据 围岩 塑性 圈的弹 塑性 力学 分析 ， 定有关 支护参 数 。 确 ［ 关键 词］ 软弱 围岩巷 道 压力 分布 确 定支护 参数 中图分类 号 ：Ｄ ５ Ｔ ３３ 文献标识 码 ： Ａ 文童编 号 ：０ ９ ９ ４ （０ ０ ３ ２ ０ ０ １０ １Ｘ２ １） １０ ８— ２
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３支 护参 数的 设 计 ３ １ 围岩 力学 计算 条件 现 以某 巷道 为例， 直接 顶厚 ４ ８ ， ．ｍ 老顶 厚２ ６ ．岩 石容 重２ ． ７Ｎｍ， ．ｍ ， ５ ９ｋ ／。断 面 为矩形， 宽度 ４ ５ ｊ ． Ⅲ 高度 ２４ 。围岩物 理力 学基 本参数 ： ．ｍ 内聚 力 ９ ３３ Ｐ ， ．７ Ｍ ａ 内摩 擦角 ４ ． 。， ７ ５ 单轴抗 压强 度 ｌＯ Ｐ ， 固性系数 １， ＩＭ ａ 坚 １弹性 模量 ２ ． ３× ６２ ｌ：Ｐ ， 切模量 １． × １ ａ ａ 泊松 比 ０ １， Ｏ ａ剪 ￣ Ｍ ０９ Ｏ Ｐ， Ｍ ． ８ 原岩应 力 ２． ４Ｐ 。 ２ ４￣ ａ 按照 卡柯 围岩 压力 ｏ ａ 塑性 圈半径 Ｒ计算 公式， 和 可确 定巷 道 的相似半 径 ａ＝ ． ５ ， １８ｍ 内 聚力 ０ ２ ． ｃ： １ ８， ．７ 内摩 擦系 数 ０ ７ ｔｎ ＝ ．２ ００ ２． ４Ｐ 。求 得 ： ． ５ ａ ０ ８ 嘶［ 】 晏 １ 一
弱胶结软岩巷道变形破坏控制技术及其应用
弱胶结软岩巷道变形破坏控制技术及其应用弱胶结软岩是指结构较松散、水分较多、黏性较大的岩石，通常包括
泥岩、砂岩和灰岩等。
在煤炭、金属矿山、隧道和地下工程中，随着越来
越深的开采和掘进，弱胶结软岩岩体的变形和破坏问题日益突出。
为了控制弱胶结软岩巷道的变形和破坏，需要采取一系列的控制技术。
主要措施包括：
1.预支护：在巷道推进前，采取一系列的预支护措施，如设置钢架支撑、注浆灌浆、锚杆锚固等，增强巷道的稳定性。
2.局部加固：针对岩体变形较为严重的局部区域，采取局部加固措施，如安装钢板支撑、喷射混凝土等。
3.应力控制：通过合理设计切眼和降低开采速度等措施，减小弱胶结
软岩岩体的应力水平，降低巷道变形和破坏的风险。
4.监测预警：在巷道掘进和使用过程中，设置合理的监测体系，对巷
道的变形、应力、温度等参数进行实时监测和预警，及时发现问题并采取
应对措施。
近年来，这些控制技术已广泛应用于国内外各种类型的弱胶结软岩巷
道工程中，取得了较好的效果。
但是，由于岩石力学性质的复杂性和工程
实践的多样性，针对具体巷道的变形和破坏问题，需要制定科学合理的控
制方案和实施方案，不断探索和创新，提高工程质量和安全性。
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软岩巷道“让压-支护”围岩控制技术与应用贾后省;王志刚;冯井龙;段仰鹏;杜丙申;楚义雷【摘要】为了得到软岩巷道合理的二次支护时机，以及在工程上易于实现、经济上合理的二次支护强度，通过理论分析得出了控制围岩变形所需支护强度随围岩变形量的增大而减小的关系，提出了“让压-支护”支护理念。
结合现场具体地质条件，采用数值模拟确定了不同让压条件下保持巷道围岩稳定所需的最小支护强度，得出让压140mm后施加0.2MPa的支护强度，可使围岩变形控制在工程允许范围内，该支护强度工程上容易实现且经济上也更为合理；并在邢东矿-980 m水平主副暗一联巷进行试验，一次支护采用锚杆＋锚索联合支护让压，二次支护采用全封闭多边形工字钢支架＋围岩注浆加固，同时对试验巷道进行了围岩变形监测，监测数据表明该支护技术能较好地控制围岩变形。
%In order to determine rational supporting time and intensity of soft-rock secondary supporting , it was obtained that support-ing intensity reduced with surrounding rock deformation increased by theoreti cal analysis and “Yield-supporting” concept was put bining geological condition , numerical simulation was applied to obtaining minimum supporting intensity for keeping roadway stable under different yielding conditions .It was concluded that exerting 0.2MPa supporting intensity after 140mm yielding could effec-tively control surrounding rock deformation within engineering permission , this supporting intensity could be realized easily and was e-conomical.On-the-spot test was made in connection roadway at -980m level of Xingdong Colliery.First supporting applied anchoredbolt+anchored cable and secondary supporting applied whole closed Isteel support +grunting reinforcement.Surrounding rock deformation observation showed that this supporting technology could effectively control deformation .【期刊名称】《煤矿开采》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】5页(P68-72)【关键词】软岩巷道;让压-支护;围岩控制;数值模拟【作者】贾后省;王志刚;冯井龙;段仰鹏;杜丙申;楚义雷【作者单位】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;级翔集团级索煤矿，山东滕州277500;山东泉兴矿业集团有限责任公司，山东滕州277500;中国矿业大学北京资源与安全工程学院，北京100083;级翔集团级索煤矿，山东滕州 277500【正文语种】中文【中图分类】TD353随着浅部易采资源日趋枯竭，矿井逐渐向深部推进，煤矿开采深度以每年9～13m 的速度递增[1]，矿井在进入深部开采后，地下巷道围岩应力也相应升高，支护难度也大幅度增加，矿压显现剧烈，出现巷道顶底板移近量大、两帮移近量大等现象。
如果巷道围岩呈现软岩特性，更会出现顶板下沉速度快、围岩破碎、底鼓速度快、片帮等问题加剧的现象[2-4]。
这些问题不仅危及施工人员的生命安全，同时也造成了巷道翻修次数多、服务年限短、工人劳动量加大，影响矿井的高产高效。
目前在软岩巷道围岩控制机理研究方面，L.V.Rabcewicz等人[5]在总结前人经验的基础上提出了新奥法，该理论选择性继承了传统理论中被动支护的理念，并提出主动支护的观点，让围岩本身参与维持围岩稳定的工作，使围岩和支护结构共同形成坚固的支承环。
于学馥等[6]提出了“轴变论”理论，该理论认为，巷道开挖后，重新分布的围岩应力超过岩体的极限强度值时造成巷道的冒落并使其轴比关系发生改变，同时围岩应力分布状态再次改变并达到某种平衡，巷道冒落最终可自行稳定。
冯豫、郑雨天等人[7-9]提出了联合支护理论，形成了“先柔后刚、先挖后让、柔让适度、稳定支护”的支护理念，该理论认为巷道开挖初期支护结构应具有一定柔性，允许巷道变形释放一定压力，待巷道变形相对稳定后，采取刚性支护。
上述理论分析认为：对于软岩巷道支护，要充分利用围岩自身的承载能力，一次支护应以让为主，二次支护应具有足够的刚度。
因此研究分析此类巷道的二次支护时机及其在经济上合理、工程上易于实现的支护强度将对此类巷道的支护具有重要的意义。
1.1 支护强度与围岩变形关系理论分析如图1所示，假设圆形巷道在无穷远处作用着相等的垂直及侧向压力P0=γh，当巷道周边围岩处于弹性状态时，利用松散介质极限平衡理论可得到巷道周边位移为：式中，γ为岩石平均容重；r为围岩中一点的极径坐标；h为巷道中心距地表的距离；R0为巷道周边点的极座标系的径向坐标；R为围岩塑形边界的极座标系的径向坐标；Pi为支护强度；E，μ分别为岩石的弹性模量和泊松比。
当巷道埋深增加时，围岩应力将增大，出现围岩塑性区，塑性区半径可由式(2)得出。
塑性区与弹性区交界处的围岩周边位移，可由式(1)得出，将式(1)中的R0改为R，即为弹塑性交界处的位移公式(3)，其中，c为岩石的黏结力，φ为岩石内摩擦角。
产生非弹性变形区时，在不考虑围岩松动应力、膨胀应力的情况下，巷道周边位移可根据塑性区体积不变的条件求得，即：利用r=R式及式(3)，可得：1.2 支护系统与围岩变形协调作用机理由式(5)可知，当巷道围岩各项力学参数确定后，巷道周边位移量与支护强度的关系曲线可由图2中围岩位移曲线表示，可以看出在成巷后立即支护来控制围岩变形需要极高的支护强度，现有的支护体无法达到如此高的支护强度，因此需要在一次支护之后进行二次支护。
目前现场最常用的方法是围岩变形Δu1(让压Δu1)之后进行二次支护，此时支护系统应达到的图2中A点所对应的支护强度PA，但是达到支护强度PA需要较高的支护成本并且施工也存在较大难度，加之巷道围岩结构和应力状态复杂多变，即便可以达到支护强度PA，围岩变形也难以得到控制。
合理的“支护系统—围岩”相互作用关系是充分利用围岩天然的自承力和承载力。
对于围岩达到稳定前变形量较大的软岩巷道，成巷后进行一次支护，及时封闭和隔离围岩，防止成巷后发生巷道冒顶事故，在巷道围岩发生较大的位移Δu2(让压Δu2)后再进行强力二次支护，彻底将围岩变形控制在工程允许的范围内，相比让压Δu1的情况，此时二次支护强度工程上易于实现、经济上更为合理。
另外，当巷道围岩变形到一定程度后(如图中C点所示)，围岩松动应力、膨胀应力等显现程度增加[10]，当围岩位移到达C点以后，随着围岩位移的增加，控制围岩变形所需的支护强度也会急剧增加，因此，二次支护应在围岩位移达到C点之前进行，并保证有一定的富裕位移量△u3，即合理二次支护时机，应该在一次支护后等围岩变形Δu2(让压Δu2)进行强力二次支护。
结合上述机理分析，可知采用“让压—支护”围岩控制技术应注意：(1)一次支护的支护体应具有较好的“柔性”，即要适应围岩的变形，又能在围岩变形期间保证持续的工作阻力。
(2)二次支护应在一次支护尚未失效之前进行，二次支护应具有相对较高的支护强度。
2.1 计算模型建立模拟的目的是研究在高应力软弱围岩的地质条件和不同让压条件下，不同支护强度对巷道围岩的控制作用。
采用FLAC3D数值模拟软件，以邢东矿-980m水平地质条件为基础建立地质模型，埋深约为1020m，主要实体为煤岩体，巷道位于粉砂岩层中，为岩巷，巷道顶板主要为粉砂岩和中粒砂岩，巷道底板主要粉砂岩、泥岩、煤和砂质泥岩，煤层及顶底板力学参数见表1。
为了简化计算，建模型时考虑到研究的区域效应，即巷道附近围岩的网格划分比较小，巷道较远的区域网格划分比较粗，巷道围岩体中厚度比较小或者岩性比较相近的岩层划归同样的岩性，建立的模型网格如图3，计算模型断面尺寸为：宽×高×厚=55m×40m×54.5m，建立了共536000块，559030节点。
巷道高度为4000mm，巷道宽度为5000mm，巷道周围岩体的网格每格代表0.2m。
施加在模拟模型的上边界的应力以模型上方岩体自重引起的垂直应力为主，约为25MPa，侧压系数约为0.4，即水平应力为10MPa。
2.2 数值模拟结果分析目前软岩巷道一次支护主要采用U型钢可缩性支架、锚杆+锚索联合支护等支护形式，大量工程实践表明，这些一次支护体所能承受的围岩变形约为150mm，围岩变形超过150mm，支护体即发生支护失效或破坏，因此模拟分析了“零让压”、“让压80mm”、“让压140mm”3种让压程度下不同支护强度对巷道围岩的控制效果，得出不同让压程度条件下控制巷道围岩变形在工程允许的范围内所需的最小支护强度，模拟过程中，围岩变形超过支护体承受极限时(约为150mm)，进行了支护解除，模拟试验结果如表2所示。
零让压条件是指巷道掘进后，在巷道围岩未发生变化时施加一定的支护强度，使围岩变形控制在工程允许的范围内。
对巷道顶底板及两帮分别施加0.6MPa，0.5MPa，0.4MPa，0.3MPa，0.2MPa，0.1MPa，0.05MPa的支护强度进行数值模拟，从而得到零让压条件下围岩变形控制在工程允许的范围内所需要达到的支护强度。
由图4可以看出，在零让压条件下，随着支护强度的增加，巷道的顶底板移近量和两帮移近量都呈减小的趋势，当支护强度从0.05MPa增加到0.5MPa，顶底板移近量从457mm降低到103mm，两帮移近量从675mm降低到110mm，支护强度达到0.5MPa时，巷道围岩的变形量满足工程要求。