深井软岩巷道围岩控制技术

深井大断面软岩硐室群围岩控制技术应用谢军峰;王传奇【摘要】车集煤矿主采的28采区工作面采深均超过800 m,采区泵房埋深约1 050 m.采区排水硐室属于三维立体交叉硐室群结构,密集的巷道布置必然使得应力集中严重,要满足长期使用的要求,对支护提出较高要求.在深井软岩高水平应力围岩条件下巷道顶帮均采用长锚索加长锚杆,通过高强让压锚索支护技术、充分调动围岩的自稳能力,在顶板、两帮形成了稳定的锚固承载结构,有效抑制围岩初期变形,同时实行分阶段支让协同控制技术,采用不同性能的单一支护的组合结构,保证了围岩的稳定,并取得了良好的控制效果.【期刊名称】《中州煤炭》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】3页(P74-76)【关键词】深井软岩;大断面硐室群;围岩控制【作者】谢军峰;王传奇【作者单位】河南能源化工集团有限公司,河南郑州 450046;河南能源化工集团有限公司,河南郑州 450046【正文语种】中文【中图分类】TD354车集煤矿28采区位于26采区下部，二2煤层底板标高在-810~-1 060 m范围内，在11—15勘探线之间，西部浅部以F5正断层为界，深井以DF024和DF025正断层为界，东部以DF082断层煤柱为界，上部与26采区为邻，下部至井田边界。

28采区泵房埋深约1 050 m，矿区深井软岩软化临界深度约710 m，泵房硐室掘进断面30.9 m2，净断面25.8 m2，开挖体积1 467.8 m3，属深井大断面软岩硐室。

28采区地质柱状如图1所示。

密集大断面硐室出现失稳破坏主要原因表现在以下方面。

(1)应力集中程度高。

泵房硐室的规格和尺寸随排水量的增加而增大，吸水井及配水巷的布置使泵房成为立体巷道密集区域，容易造成巷道围岩应力集中，从而产生破坏[1-2]。

(2)硐室围岩稳定性差。

受泵房硐室空间限制，硐室、巷道之间岩柱尺寸不能过大，各巷道与硐室的支护强度有所区别，支护强度低的巷道易出现破坏，进而影响泵房硐室的稳定性。

1工程概况潘一东矿井副井马头门东西长74m，其中东马头门24m，西马头门50m，马头门结构复杂，内含信号硐室等12个硐室，马头门设计为直墙半圆拱形，主要位于花斑泥岩中，墙1m以下为砂质泥岩，马头门上下段井筒处于花斑泥岩、砂质泥岩中。

马头门共设计6个断面，最大掘进断面97.2m2，最小掘进断面59.5m2；净断面最大为宽×高=7.6m×9.5m，最小为宽×高= 7.6m×5.41m。

支护形式采用锚网索喷+钢筋混凝土支护。

2马头门支护结构和围岩控制技术由于马头门及其上下段井筒均处于花斑泥岩、砂质泥岩软岩中，根据马头门施工特点和施工工艺，马头门支护和围岩控制技术采取抗放结合，以主动强力支护为主的技术路线，通过优化工程支护结构，有步骤分次实施针对性支护和围岩控制。

2.1井筒地面预注浆在地面预注浆施工时，明确马头门段为重点注浆段，采用标号为42.5的普通硅酸盐水泥单液浆，水灰比0.75：1。

注浆时采用增大注浆压力，多次轮注措施，确保岩体裂隙充填浆液密实。

2.2优化马头门上下段井筒支护结构副井马头门上下段井筒段井壁设计优化为锚网喷+双层钢筋混凝土结构，锚杆为Φ22mm、长2500mm的高预应力锚杆，间排距800mm×800mm，喷射混凝土厚度70mm，强度C20；钢筋环筋Φ25mm，竖筋Φ22mm，壁厚850mm；拱顶、摇台窝下部各增设2道暗圈梁，南、北侧井筒与马头门相贯处壁各增设深井马头门软弱围岩控制技术Deep Well Horsehead Ingate Weak Surrounding Rock Control Technology孔翔（淮南矿业集团潘一矿，安徽淮南232001）KONG Xiang（HuaiNanMiningIndustryGroupPanYi Mine,Huai’nan232001,China）【摘要】论文以潘一东井副井马头门软弱围岩控制工程为实例，介绍了深井大断面马头门工程的支护结构优化及围岩控制技术。

3.1 巷道矿压观测3.1.1 巷道表面位移测站的布置根据该煤矿的具体情况，布置4个测站，具体如图2所示，在两顺槽内距离切眼30m 处布置第一个测站，60m 处布置第二个测站，100m 处布置第三个测站，200m 处布置第四个测站，每个测站布置1个测面。

3.1.2 表面位移测点布置及安设在每个测面的顶、底板和两帮的中部各布置1个测点。

采用“十字布点法”进行布置测点，每个测面中测点的设置如图3所示。

1 1316回采巷道围岩概况某煤矿1316回采巷道埋深在600～750m 之间，位于某向斜的轴部附近，残余构造应力有一定的影响；而岩石强度特低，且泥砂化现象比较严重，属于极软岩层。

且受高垂直和水平方向应力影响，对于围岩变形的控制极其困难，为国内外罕见。

2 极软岩回采巷道围岩变形控制策略我们在分析目前回采巷道围岩的各种控制，总结该煤矿现有的各种支护基础上，提出了高强全锚索支护控制顶板、两帮及底角锚杆支护的非均匀围岩控制策略。

回采巷道布置的锚杆、锚索支护如下图1。

(1)高强全锚索顶板支护每排7根支护的锚索(规格为2φs18.9)，间排距800mm×800mm ；再采用2根锚索(规格为2φs18.9)加强进行补强，间距1600mm，排距2400mm。

(2)两帮及底角锚杆支护两帮各采用锚杆d=22mm，l=2500mm 的高强左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆2根，间排距800mm×800mm。

两底角各距两帮300mm、倾角30°打底锚杆。

从两帮底角距底板200mm、倾角20°打角锚杆，必要时在巷道底板中部辅以卸压切缝。

图1 回采巷道锚杆、锚索支护布置图3 回采巷道矿压实测内容及观测方法通过在巷道表面布设测站，观测巷道顶板下沉量、底鼓量、两帮的收敛量；通过向巷道周围岩体安装多点位移计观测深部围岩位移量；通过钻孔窥视仪器，观测巷道围岩破碎情况。

深部极软岩回采巷道围岩变形的控制徐建春(江苏安全技术职业学院， 江苏 徐州 221011)摘要：本文通过对某煤矿深部极软岩回采巷道围岩变形情况,提出了两帮适当强度支护、底角高强锚杆支护控制底鼓、高强全锚索支护控制顶板的非均匀围岩控制策略,实际运行取得了较好的效果。

深井软岩巷道破坏机理与围岩控制技术研究李智峰（黑龙江科技学院，黑龙江哈尔滨150027）摘要矿井开采进入深部以后，原有的支护方式及支护强度已很难适应深井煤巷的变形特征，巷道围岩变形根本无法满足矿井安全生产的需要。

该文通过对深井软岩巷道的变形破坏机理，采用锚杆为主的联合支护技术，实现了深井软岩巷道围岩控制的长期稳定，也为该类巷道推行锚杆联合支护技术提供了参考和借鉴。

关键词深井软岩锚喷支护中图分类号TD327文献标识码A*收稿日期：2012－02－27作者简介：李智峰（1972－），男，辽宁彰武人，中级职称，毕业于黑龙江科技学院计算机科学与技术专业，大学本科。

现为黑龙江科技学院安全工程学院教师，主要从事科研管理和煤矿安全方面的研究工作。

随着煤矿开采强度与范围显著增加，巷道布置出现了以下发展方向：（1）在巷道层位方面，永久性巷道从岩巷向煤巷发展，以提高掘进速度，缩短建井周期；放顶煤开采技术的广泛应用，使得回采巷道从岩石项板煤巷向煤层项板巷道和全煤巷道发展。

（2）在巷道断面形状与大小方面，拱形断面向矩形断面发展，以提高掘进速度与断面利用率，回采巷道有利于采煤工作面的快速推进；小断面向大断面发展，以满足大型采掘设备与高开采强度的要求。

（3）在回采巷道数量方面，单巷布置向多巷发展，以满足高瓦斯矿井及大型矿井运输、通风的要求。

（4）从巷道赋存条件方面，埋深从浅部向深部发展，简单地质条件向复杂地质条件发展，特别是深井软岩巷道围岩控制问题，增加了巷道支护难度，对支护技术提出更高、更苛刻的要求［1－3］。

因此，本文从深井软岩巷道破坏机理，针对具体实际情况确定巷道支护方式和技术参数，通过现场工业试验获得良好的技术经济效果。

1深井软岩巷道破坏机理随着开采深度的增加，地应力也随之增加，由于围岩强度小，巷道围岩应力状态达到或超过岩石的塑性变形临界或强度极限，要达到一个新的平衡，必须由深部岩石来承载巷道动压，当一个平衡点被破坏，就要求有一个新的平衡点来支持，这样必然造成巷道围岩松动圈增大，由浅入深，因而巷道收敛变形量急剧增加，稳定性差，给巷道稳定性控制带来困难。

深井开采巷道围岩控制技术及应用【摘要】随着矿井开采深度的增加，煤岩体承受的地应力不断升高，深部围岩的物理力学性质较浅部存在差异，浅部巷道的围岩控制理论很难适用在深井高地应力条件下的深井巷道。

结合深井巷道围岩的特点，对巷道围岩的变性特征及围岩支护加固技术进行论述，提出了改善围岩受力状态、加强关键部位支护、联合支护的巷道围岩控制方法。

【关键词】深井开采；高地应力；巷道围岩控制；支护加固；联合支护绪论我国的能源结构中，煤炭占据约70%的比例，在今后相当长的时间内，煤炭在我国的经济和社会发张中仍具有不可替代的作用。

长期的开采活动，使得浅部煤炭资源日益匮乏，进入深部开采的矿井数量逐年增加，据统计埋深大于1000m 的煤炭储量占我国煤炭总储量的50%以上。

随着开采深度的不断增加，地应力不断增大，煤岩体所处的环境较为复杂，导致了深井开采巷道围岩变形严重，收敛变形速度快，巷道的稳定性差，难于维护。

进入深部开采环境后，巷道受到高地应力、构造应力、高围压、高孔隙水压作用，巷道围岩赋存环境与浅部开采条件相比发生显著变化，使得巷道围岩在强度和变形性质上与浅部有着明显的差别。

因此，对深部开采巷道开挖后围岩变形破坏特征以及对其围岩控制技术进行研究显得尤为迫切。

1 深部巷道矿压显现的特点（1）巷道围岩应力普遍超过巷道围岩强度，特别是在煤层巷道和软岩巷道中，无论是大巷还是采准巷道，矿压显现都比较强烈。

随着采深的增加，巷道围岩的物理和力学性质对巷道矿压显现的影响程度随之增大；（2）巷道变形持续时间长，在巷道掘进和回采过程中，在采动应力的作用下巷道围岩剧烈变形，难以维护，且当应力运移趋于平缓时，巷道围岩的流变仍在不断继续；（3）深部巷道压力具有来压迅猛，围岩变形和压力大，且巷道四周同时来压，以及底板臌起强烈等特点。

随采深加大，巷道底板更易于臌起，而且底臌量在顶底板移近量中所占的比重越来越大。

2 深部开采巷道围岩变形破坏现象随着我国煤炭开采强度的增大，开采深度越来越大，矿山井巷道工程及开采作业环境的地应力和构造应力趋于复杂。

深井高预应力软围岩巷道控制技术【摘要】矿产资源是我国自然资源中组成的一部分，而煤炭资源又是我国矿产资源的重要资源。

在经过长时间对煤炭资源的开采利用，由于开采煤炭资源的条件差，在开采煤炭资源的过程中造成一定的困难；要想开采到有利用的资源，就必须要利用高科技的设备与全新的技术去开采，对于埋在地底的煤炭资源，就需要在开采的过程中在高预应力软围岩的技术下进行开采，在开采的过程中，要避免对围岩的破坏，要对巷道的开采工作有着相应的技术。

【关键词】深井；软围岩巷道；控制技术随着煤炭资源的越来越少，煤炭资源在人们生活起到了至关重要的作用，不仅可以促进人们的生活，而且还能给人们带来方便。

要想开采到煤炭资源就要有着良好的技术水平，在开采过程中必须要加强巷道的控制技术，因为在深井中对巷道的控制就是对开采的工作人员的安全控制；就我国目前的形势来看，加强巷道的控制技术一般采用的是围岩（控制）技术，针对于巷道出现的问题采用的是支护技术，所以说，要对巷道有着一定的控制技术。

一、影响巷道变形的原因（一）影响巷道变形的客观因素1、巷道变形是一个非常重要的问题，要对巷道变形问题要及时的去解决，因为在巷道变形中进行工作，会给工作人员的生命财产造成一定的影响。

影响巷道变形的客观因素：围岩的性质，围岩的性质包括岩体的性质和岩石的性质，直接影响围岩的就是岩石的性质，因为岩石的性质包括很多特点，在岩石的性质的特点中制约着围岩，对于巷道变形的因素不仅仅只有岩石的影响，而且岩体的性质也对巷道变形有着影响，因为岩体的性质就是岩石的结构，在岩石的结构中包含着很多的特点，要根据岩石不同的特点进而对巷道的影响进行分析；在有的巷道中，由于地质的原因，在对巷道进行支护的作用的同时并不能对巷道起到稳定的作用，并且还会出现变形，使得巷道整体出现严重的问题。

2、影响巷道变形的因素还有地质的构造，地质的构造也是非常复杂的，在地质的构造中，由于深井的深度，在深井中的压力比较大，并且在深井中的垂直力往下坠，由于压力和垂直了的影响，就会对巷道的变形产生一定的影响；不仅只有地质的构造对巷道的变形有影响，而且地下水也会对巷道变形有影响，在围岩中的结构中会有水的成分，在开采的时候围岩的的结构会造成巷道的不稳定，就会造成巷道中的压力增大，支护的技术就比较困难；再加上要控制巷道中的温度，如果温度大于一定的标准，会造成岩体的损坏，如果温度小于一定的标准时，就会在岩体中对巷道产生不利的影响，同时还对对巷道的稳定性造成影响。

深部高应力软岩巷道围岩控制技术应用研究
赵忠尧
【期刊名称】《凿岩机械气动工具》
【年(卷),期】2024(50)2
【摘要】针对聚德矿80113工作面大埋深回采巷道严重变形破坏问题,通过围岩钻孔观测,发现巷道顶板离层裂隙发育范围为5.0m。

利用FLAC3D数值模拟软件,确定合理注浆锚索长度为7.0m,锚索预紧力应在250kN至350kN之间,并设计了补强支护方案。

现场应用显示,采用优化支护参数后,巷道整体变形量得到有效控制,满足矿井安全高效生产需求。

【总页数】5页(P27-31)
【作者】赵忠尧
【作者单位】山西省柳林县应急管理局
【正文语种】中文
【中图分类】TD353.6
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矿长班试题汇总《深井、软岩巷道围岩控制原理与技术》一、填空题：1、深井的概念应该由矿井深度和岩性（强度）两个因素决定。

矿井由浅部过渡到深部的深部界限称为极限深度。

2、通常将软岩分成五类，分别是低岩度软岩，膨胀性软岩，高应力软岩，节理化软岩，复合型软岩。

3、深部开采工程环境中的“三高一扰动”，是指高地应力，高地温，高渗透压、以及强烈开采扰动。

二、选择题：4、巷道支护对围岩的作用分限制作用和（ A ）。

（A）稳定作用（B）固定作用（C）让压作用（D）协调作用5、巷道支护对象是破碎区岩石、塑性软化区岩石和（ D ）。

（A）变形严重的岩石（B）应力高度集中的岩石（C）弹性区的岩石（D）部分弹性区岩石6、锚杆杆体是锚杆的主体，依照杆体屈服强度将锚杆分为三类：其中屈服强度属于（ C ），为高强锚杆。

（A）小于340Mpa （B）大于340Mpa （C）340~600Mpa （D）大于600Mpa三、问答题：7、排除矿井管理问题之外，矿山灾害事故多发的根本原因在于？要点提示：（1）事故机理的复杂性：a)受力状况测不准；b)采矿工程处于卸荷力学状况；c)采矿工程的岩体力学问题大都是无限体问题；d)采矿工程面对复杂的环境：应力状态及其变化的复杂性，地质环境的复杂性，多介质、多场耦合作用；（2）事故发生具有突发性；（3）基础理论研究的局限性、不适应性。

8、随着开采深度的增加，矿井灾害事故发生的频率增加，深部开采的主要严重问题有哪些？答：（1）井巷维护困难、维护费用高，影响生产；（2）采场顶板破碎，冒顶事故的危害增大；（3）凿井困难增加，提升等井筒设备不能适应深井的需要；（4）冲击矿压、煤与瓦斯突出危险加大；（5）地温升高，恶化生产环境，影响生产；（6）瓦斯涌出量增加，瓦斯爆炸危险加大；（7）矿井水压力和涌出量增加，突水事故的危险性加大。

9、随着矿井深度的增加，可能引起矿井的六种转型，它们分别是？答（1）硬岩矿井向软岩矿井的转型；（2）低瓦斯矿井向高瓦斯矿井的转型；（3）非突矿井向突出矿井的转型；（4）非冲矿井向冲击矿井的转型；（5）低温矿井向高温矿井的转型；（6）低渗透压矿井向高渗透压矿井的转型。