深部软岩巷道支护技术研究

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深井破碎软岩巷道支护参数设计研究

ＬＩＸｕｅ — ｂｉｎ。ＸＵＥＨｕａ — ｊｕｎ，ＹＡＮＧＲｅｎ — ｓｈｕ ’ 。，ＷＡＮＧＭａｏ — ｙｕａｎ，ＬＩＴａｏ — ｔａｏ，ＨＥＴｉａｎ－ｙｕ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），
和回采动压条件下对原支护方式与优化巷道支护方式，对巷道围岩的稳定性进行分析。分析结果表明，巷
道顶板、帮部、底角锚杆分别采用长２０００Ｉｎｍ、２２００ｍｍ、２４００ｍｍ的２０等强度右旋螺纹钢锚杆、喷层厚度
第２２卷第１２期
２０１３年１２月
中国矿业
ＣＨＩＮＡＭｌＮＩＮＧＭＡＧＡＺＩＮＥ
ＶｏＬ２２，Ｎｏ．１２
Ｄｅｃ．２Ｏ１３
采选技术
深井破碎软岩巷道支护参数设计研究
李学彬，薛华俊，杨仁树，王茂源，李涛涛，何天宇
ｌａｙｅｒ，ｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｏｐｔｉｍｉｚｅｄｒｏａｄｗａｙｓｕｐｐｏｒｔｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｒｏａｄｗａｙｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｏｒｉｇｉｎａｌａｎｄｏｐｔｉｍｉｚｅｄｒｏａｄｗａｙｓｕｐｐｏｒｔｍｅｔｈｏｄｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｄｒｉｖｉｎｇａｎｄｄｙｎａｍｉｃｍｉｎｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅ

煤矿软岩巷道掘进支护技术研究

２０１４年第２期
中州煤炭
总第２１８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４７６６００）
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，对刘庄矿一５６０ｍ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：ＴＤ３５３文献标志码：Ａ文章编号：１００３— ０５０６（２０１４）０２～０００７— ０２
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＳｕｐｐｏｒｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＳｏｆｔＲｏｃｋＲｏａｄｗａｙＤｒｉｖｉｎｇｉｎＣｏａｌＭｉｎｅ
Байду номын сангаас
１工程概况
正在掘进的刘庄矿一５６０ｍ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。
ＤｏｎｇＫａｉｆｅｎｇ，ＱｉｕＦｕｗａｎｇ
（ＸｉｎｑｉａｏＣｏａｌＭｉｎｅ，ＹｏｎｇｃｈｅｎｇＣｏａｌＣｏｍｐａｎｙ，ＨｅｎａｎＰｒ￣ｉｎｃｅＥｎｅｒｇｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｉｄ．，Ｙｏｎｇｃｈｅｎｇ４７６６００，Ｃｈｉｎａ）

深部矿井软岩巷道支护探究

根据软岩的强度特性、构面特点、质含量等结泥的不同及其发生显著塑性变形的机理不同，程中软工
岩分为四大类，即高应力软岩、膨胀性软岩、理化软节岩和复合型软岩。软岩的力学属性表现为膨胀、可塑、崩解、流变和
也对深部矿井软岩巷道支护和维修带来了不利因素，直接影响着矿井安全生产和经济效益。因此，深
部矿井软岩巷道支护成为矿井亟待解决的问题之一。通过分析软岩巷道的特性，响巷道围岩稳定影
性的因素，深部矿井软岩巷道矿压显现的特点和软岩巷道的支护原则，支护方法进行探究。对
关键词软岩巷道；支护原理；复合支护
中图分类号：Ｄ５文献标识码：文章编号：６２— ６２２１）７— ０８— ３Ｔ３３Ａ１７０５（０２００３０
深部矿井的软岩巷道围岩稳定性问题是我国深部矿井煤炭开采所面临的难题之一，否有效地解决能好深部矿井软岩巷道的支护问题，是煤矿安全生产和
４控制深部矿井软岩稳定性的机理对于受采矿扰动影响比较明显和开采深度大的
深部矿井软岩巷道受上覆岩层自重应力和原岩
应力的影响，经开拓影响后，仅会出现顶板下沉量不大、下沉速度快，道两帮移近量大，巷而且巷道底板可能会鼓起。这种情况下，采用可缩Ｕ型钢棚加固可巷道，因为Ｕ型钢棚有足够的可缩量，能满足不同也的可缩方向的要求，另外有较好的增阻速度及支护阻力，以形成具有高支撑力和整体性的先柔后刚的支可

软岩巷道锚网支护的研究

（国矿业大学）中
摘要通过对软岩的性质特点、岩巷道稳定性、软影响软岩巷道围岩与锚网支架变形的主要因素、岩巷道的支护原理和变形特点、道的锚网支护方案、网索耦合支护施工要求、网支护失效软巷锚锚
题，主要表现为：
ａ）软岩的物理力学属性。软岩的力学属性，表现为可塑性、膨胀性、解性、崩流变性和易扰动性等特
点。ｂ）软岩的工程特性。软岩有两个工程特性：软岩临界载荷和软化临界深度，它揭示了软岩的相对性实质。
＜２ａ的岩层或／）０ＭＰ（＜２的岩层。式中：
一
应力等）的影响。受影响时，围岩应力成倍急剧增长，巷道变形非常大，支护，不及时控制，道很快被难如巷破坏。在地下工程中，巷道开挖将导致围岩发生卸荷回弹和应力重新分布，产生应力集中。特别是对于软岩巷道，挖使围岩原有应力平衡遭破坏，开同时又因
自身强度低，最终导致变形破坏，去稳定性。此时，失巷道采用传统的支护方式一工字钢或Ｕ型钢可缩支
单轴抗压强度；
ｒ岩石容重；一
一
深度。
２）性质。
架支护已无法有效控制巷道围岩变形，存在较多问且
① 作者简介：宇峰冯
软岩临界荷载：软岩的蠕变试验表明，当所施加

煤矿软岩巷道工程支护的研究现状与展望

ｃａｎ．Ｔｅｓｕｙｏｈｕｐｒｏｏｏｋｒａｗｙｈｓｒｃｉｅｉｈａｔｎｉｎｆｏｒｌｔｄｓｈｌｒｔｏｎｂｏｄｘｅｏｌｍｉｅｈｔｄｎｔｅｓｐｏｆｓｆｒｃｏｄａａｅｅｖｄｈｇｔｔｒｍｅａｅｃｏａｓａｍｅａｄａｒａ．ｅｐｌｓｔｔｅｏｈ
ｐｒｎｉｅａｅｉｏｏｋｒａｗａｓｂｃｍｅｍｏｅａｒｕｓａｉｇ，ｄｒｃｌｆｅｔｈｅｓｆｔｎｇｆｅｔｅｐｏｃｆｏｔａｄｍａｎｔｎｎｃｎｓｆｒｃｏｄｙｉｅｏｒｎｄｍｏｅｏｔｔｎｄｎｔｉｅｔｙａｆｃｓｔａｅｙａｄｈｉｈｅｆｃｉｒｄｕｔｏｖ
关键词：岩巷道；护；究现状；望软支研展中图分类号：Ｄ５Ｔ３３文献标识码：Ａ文章编号：０５２９（０１０－０１０１０ — ７８２１）１００ — ６
ＲｅｅｒｈＳａｕｎｏｐｃｎＴｈｕｐｒｆＳｆｃｓａｃｔｔｓａｄＰｒｓｅｔｏｅＳｐｏｔｏｏｔＲｏｋｌＭｉｅａｗａｇｎｅｉｇｉａｎ
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。

深部回采巷道支护理论与技术研究现状

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８— ０１５５．２０１３．Ｏ１Ｏｔ１
中图分类号：Ｆ４０３．７；ＴＤ３５０．１文献标志码：Ｂ文章编号：１００８— ０１５５（２０１３）Ｏｌ－－００２２— ０１
１．深部回采巷道支护理论研究现状
１．１锚杆支护理论
２０世纪５Ｏ年代，太沙基（Ｋ．Ｔｅｒｚａｇｈｉ）和普氏提出了塌落拱理沦，它提出了巷道围岩具有自承能力，打破了巷道支护一直考虑被动支撑思想的束缚。新奥法（ＮｅｗＡｕｓｔｉｒａｎＴｕｎｎｅｌｌｉｎｇＭｅｔｈｏｄ，ＮＡＴＭ）足奥地利Ｌ．Ｖ．Ｒａｂｅｅｗｉｅｚ工程师在２０世纪６０年代，提出的一套隧道设计与施１：方法，该方法认为应充分发挥围岩的自承能力，将岩体视为承载体，它改变了人们对巷道围岩控制的新的理念，为锚杆支护技术的使用提供了理论依据。悬吊支护理论是路易斯阿．帕内科（Ｌｏｕｉｓａ．ｐａｎｅｋ）提出的，其认为锚杆支护的作用是将围岩直接顶悬吊到上覆坚硬岩层上，在预紧力作用下，锚杆承担一定岩体的重量，锚杆的锚固力应高于悬吊直接顶的重力。减跨理论是说，在稳定岩层内固定锚杆末端，穿过薄层状顶板，每一根锚杆就相当于一个铰支点，以此把巷道顶板划分成了小跨，使顶板挠度得到降低。围岩强度强化理论是由侯朝炯、勾攀峰等提出的种锚杆支护理论。提出锚网索与巷道围岩相作用组成锚固体，锚杆可以改善锚固体的力学参数，提高锚固体的强度，使围岩强度，特别是峰后强度和残余强度得到提高，形成共同承载结构，充分发挥巷道围岩的自承

深部交岔点大断面软岩巷道支护对策研究

０引言
随着东庞矿开采深度的不断增加，质环境不断变化．得深部地使２３Ｉ高应力．．软岩巷道稳定性控制问题成为影响矿井进入深部后的开采接续、及危由于巷道大部分地段为软弱破碎的泥岩和砂质泥岩，护难度系支安全生产的重大技术难题ｆ而交岔点作为矿井运输的咽喉部位． ” 。因断数（ｆ大，须选用有控制底臌的封闭式复合支护系统。Ｄ）必面大同时受应力集中及周边工程扰动等影响，造成支护条件恶劣，严２３２节理化岩体．．重影响矿井安全生产。深部欹岩巷道因其所处的复杂的工程地质环而现场工程岩体勘察结果表明，该巷道岩体破碎，节理裂隙发育，属境及围岩具有的大变形力学特性，定了传统的支护形式无法满足深决 Ⅲ～类较破碎的岩体。 Ⅳ 部巷道工程支护的需要，其原因是在深部巷道传统支护设计和施工究２３３膨胀性软岩底板．．过程中多种支护材料之问、护材料与围岩间不能实现一体化耦合控支由于采用开放式支护，板没有得到有效控制，膨胀性矿物成底含制。文针对传统支护设计方法和施工过程中的不足，用非线性大本运分较多的底板岩层遇水膨胀，剧了底臌变形．围岩性质进一步恶加使变形力学设计方法和锚网索耦合支护设计思想，软岩巷遭变形破坏从化。的机理分析人手，出锚网索耦合支护设计优化方案，成功应用于提并２３４支护体与围岩不耦合．．现场。得了良好的支护效果。取由于围岩所处地质条件的复杂性和原有支护参数不合理，成锚造网和围岩不耦合。棚腿出现明显收缩，其原因该巷道恰处于构造向究１工程地质条件分析

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
薹臻寨煤矿软岩巷道支护来自术的研究及发展谢拓
广西百色百矿集团有限公司广西百色
５３１４００
【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。

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深部软岩巷道支护技术研究
引言：
随着矿业和工程的发展，深部软岩巷道的建设和支护技术成为了一个重要的研究领域。

由于深部软岩具有可塑性强、容易发生塌方等特点，因此如何有效地进行巷道支护成为了
一个亟待解决的问题。

本文将从深部软岩巷道支护技术的现状和挑战出发，对相关技术进
行研究和分析，以期为巷道支护技术的改进和完善提供一定的参考。

1.1 巷道支护技术的主要挑战
深部软岩巷道作为地下工程中较为常见的一种工程类型，其支护技术面临着多方面的
挑战。

深部软岩具有较大的围岩变形和塌方的倾向，因此巷道支护需要具备较高的变形能
力和抗塌方能力。

巷道支护技术需要考虑到深部软岩的高地应力、高地温以及地下水等地
质条件，这为巷道支护技术的选择和应用带来了一定的困难。

深部软岩巷道通常会受到地震、爆破等外力的影响，这也给巷道支护技术带来了不小的挑战。

1.2 巷道支护技术的应用现状
目前，针对深部软岩巷道支护技术的研究主要集中在钢筋混凝土支护、锚杆网支护、
喷锚锚杆支护、加固型钢丝网支护等方面。

这些技术在不同程度上可以有效地改善深部软
岩巷道支护的情况，但在实际应用中仍然存在一些问题，例如支护效果难以保证、施工难
度大等。

如何提高深部软岩巷道支护技术的适用性和可靠性，是当前亟待解决的问题。

2.1 巷道支护材料的研究
针对深部软岩巷道支护技术的研究，可以首先集中在巷道支护材料的性能改进和研究上。

有针对性地研发新型的支护材料，如新型的聚合物材料、高分子材料等，以提高支护
材料的变形能力和抗压能力，从而改善巷道支护的效果。

2.2 巷道支护结构的研究
可以针对深部软岩巷道支护结构进行研究。

通过改进巷道支护结构的设计和布置，提
高支护结构的可靠性和耐久性，从而保证巷道的长期稳定和安全。

2.3 巷道支护技术的智能化研究
也可以开展深部软岩巷道支护技术的智能化研究。

利用现代化的传感器技术和智能控
制技术，实时监测巷道变形和支护结构的受力情况，提前发现巷道支护存在的问题并采取
相应的措施。

2.4 巷道支护施工技术的研究
也可以加强对深部软岩巷道支护施工技术的研究。

开发和引入新型的施工设备和工艺，提高巷道支护的施工效率和施工质量，为深部软岩巷道支护提供更好的技术保障。

三、深部软岩巷道支护技术的应用案例
3.2 某煤矿深部软岩巷道支护技术改进
某煤矿对巷道支护技术进行了改进和优化，通过引入新型的巷道支护结构设计和施工
工艺，提高了巷道支护的可靠性和稳定性。

在实际应用中，新技术取得了显著的效果，得
到了相关方面的认可。