深井高地压软岩巷道围岩压力转移支护技术研究
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（ ３ ） 巷道 掘 进 断 面 大 巷 道 掘进 宽 ５ ５ ０ ０ ａｍ， ｒ
掘进高 度 ４ ２ ５ ０ ｍｍ，掘进 断面 积 ２ ０ ． １ ２ ｍ 。
（ ４ ） 巷 道服 务 时 间 长 巷 道 为 二 水 平 技 改 延
施 ，如加 大锚索 直径 、加 大支 护密度 、注浆 加 固等
深井 高地 压 软 岩 巷 道 围岩 压力 转移 支 护技 术研 究
杨永刚 ，张 海燕
（ １ ．安徽省煤炭科学研究院 采矿 支护技术 中心 ，安徽 合肥 ２ ３ ０ ０ ０ １ ；２ ．解放军电子工程学 院 基础部 ，安徽 合肥 ２ ３ ０ ０ ３ ７ ）
［ 摘 要］ 潘 三矿… ７ ３ ０ ９ ６ ０ ｍ 暗副斜 井埋深 大，巷 道 围岩破碎 软 弱，巷道 前掘 后修 现象 突 出，严 重制 约 了矿 井安全 生产。在理论分析 、数值计算 的基础上提 出了围岩压力转移支护技术 “ 三原 则” ，并研制 了锚索组合支护构件—— 箱型梁。现场 应用表 明，锚 索箱 型梁大幅提 高 了锚 索组合 梁的
等 ，促进了巷道锚索支护技术 的发展 。然而 ， 锚索 支护 巷道 中存在 的围岩稳定 和安 全 问题未 得到 很好 解决 ，这些 问题 的存在 固然 有多 种原 因 ，比如
地层 压力 、巷 道断 面 的增 大等 。但一 个不 可忽 视 的
深工程 ，将要服务整个二水平的开拓与开采 ，服务 时 间应 在 ２ ０ ａ以上 。
１ ０ 。 下 山施工 ，期 间巷 道 穿 过 ４层煤 线 ，岩 性 以泥
由于锚 索具有 锚 固深度 深 、支 护强 度高 、适 用 性 好等 优点 ，锚索 与锚 杆联 合支 护 已成 为锚 杆支 护 技 术 的普遍 的发展 方 向和应 用形式 。锚 索在 巷道 支 护 中的普 遍 使 用 ，提 高 了 巷 道 支 护 的强 度 和 安 全
Ｓ ｕｐ ｐｏ ｒ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｔｅ ｃ ｈｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｕｒ ｒ ｏ ｕ ｎｄ ｉ ｎ ｇ Ｒｏ ｃ ｋ Ｐｒ ｅ ｓ ｓ ｕｒ ｅ Ｔｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｓｏ ｆ ｔ ． ｒ ｏ ｃ ｋ Ｒ０ ａ ｄ ｗａ ｙ ｗｉ ｔ ｈ Ｈｉ ｇ ｈ Ｇｅ ｏ ． ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ Ｄｅ ｅ ｐ Ｍｉ ｎｅ
义。高地应力环境及强烈的时间效应导致深部岩体
组 织结构 、基 本行 为特 征和 工程 响应均 发生 根本性
改 变 ，使 巷道 矿压 显 现 明显 ¨ ，采 用 常规 支 护设 计 的深部 高应 力巷 道 的稳定性 越来 越难 以控 制 ，巷 道 断面 收缩严 重 ，有些巷 道需 要反 复维 修 ，从 而造 成 巷道 的维 护费用 高 出掘进 费用数 倍 ，严 重 影响矿
近年 来 随着 矿井 开采 深度 的增加 ，遇 到 了越 来
越 多复杂 地质 环境 下 的地 下岩 石工程 ，因而对 此类 工 程 的研 究 对 于矿 井 的可 持 续 发 展 具 有 重 要 的意
未 达到 其额定 支 护力 的情 况下就 会发 生屈 服或 变形 破 坏 ，使得 锚索 支护性 能无 法有 效利 用 ，巷道 围岩 压力无 法有 效转 移 ，巷道 围岩变 形破 坏不 能有 效控 制 。因此 ，研究 采用何 种 支护手 段有 效 收集巷 道 围
强度 和刚度 ，较好地解决 了目前各 类槽钢 梁及 Ｂ 钢 带等存在 的强度 、刚度过低 的 问题 ，围岩压力 转
移支护技术能较好 地控制深井高地压 软岩巷道 的围岩变形，在 类似条件 下具有 良好 的应用价值 。 ［ 关键词 ］ 深井 ；软岩巷道 ；围岩压 力；箱型梁；转移 ［ 中图分类号］Ｔ Ｄ ３ ５ ３ ［ 文献标识码 ］Ｂ ［ 文章编号 ］１ ０ ０ ６ — ６ ２ ２ ５（ ２ ０ １ ５ ）０ ２ — ０ ０ ５ ６ — ０ ４
井 安全 高效 生产 。
岩表面压力 ， 并将其转移至深部 ，控制深井软岩巷 道 的围岩 变形 ，是过 去普 通锚梁 网支护 中未 曾遇 到
过 的新 问题 ，具 有重 要 的理论 和实践 意义 。
１ 工程概 况
淮南 矿业集 团 潘 三 煤 矿 … ７ ３ ０ ９ ６ ０ ｍ 联 络 斜 巷上 段位 于该矿 东 三采 区 ，巷 道设计 工 程量 ６ ７ ０ ｍ， 具体 工程 地质 条件 如下 ： （ １ ） 巷道 穿层 掘 进 ，围岩 破 碎 松 散 巷 道 以
性 ，扩大 了锚杆 支护 技术 的应用 范 围。然 而 ，在 锚
岩 、细 砂 岩 或 粉 细 砂 岩 为 主 ，近 水 平 层 理 ，分 层
索支 护实践 中发 现 ：高地压 巷道 的变 形和破 坏仍 然
不能得到有效地控制 ，部分巷道 的顶板仍然时有冒
落发生 ，巷 道 的稳 定性 和安 全性仍 然存 在较 大 的不 确定性 。为 了改 变上述 状况 ，尤 其是 为 了提 高巷 道 锚梁 网支 护 的稳定 性 和安全 性 ，煤矿 支护研 究单 位
和现 场进 行大量 研究 工作 ，并采 取 了相应 的技术 措
薄 ，每层仅为 １ ０ ０～ １ ５ ０ ｍ ｍ左右 ，竖向裂隙极为发 育 ，破 碎成 碎块 状 ，节 理 间泥质 胶结 。
（ ２ ） 巷 道 埋 深 大、地 压 大 巷 道 掘 进 标 高 一
７ ３ ０—一 ８ ２ ０ ｍ，属 于典型 的深 井高 地压巷 道 。
第２ Ｏ卷 第 ２期 （ 总第 １ ２ ３期 ）
２ ０ １ ５ ｏ １ ． ２ ０ Ｎ ｏ ． ２（ Ｓ ｅ ｉ ｒ ｅ ｓ Ｎ ｏ ． １ ２ ３ ）
Ａ ｐ ｉ ｒ ｌ ２ ０ １ ５
Ｃ０Ａ Ｌ ＭＩ ＮＩ ＮＧ Ｔ Ｅ Ｃ ＨＮ ０Ｌ ０Ｇ Ｙ
掘进高 度 ４ ２ ５ ０ ｍｍ，掘进 断面 积 ２ ０ ． １ ２ ｍ 。
（ ４ ） 巷 道服 务 时 间 长 巷 道 为 二 水 平 技 改 延
施 ，如加 大锚索 直径 、加 大支 护密度 、注浆 加 固等
深井 高地 压 软 岩 巷 道 围岩 压力 转移 支 护技 术研 究
杨永刚 ，张 海燕
（ １ ．安徽省煤炭科学研究院 采矿 支护技术 中心 ，安徽 合肥 ２ ３ ０ ０ ０ １ ；２ ．解放军电子工程学 院 基础部 ，安徽 合肥 ２ ３ ０ ０ ３ ７ ）
［ 摘 要］ 潘 三矿… ７ ３ ０ ９ ６ ０ ｍ 暗副斜 井埋深 大，巷 道 围岩破碎 软 弱，巷道 前掘 后修 现象 突 出，严 重制 约 了矿 井安全 生产。在理论分析 、数值计算 的基础上提 出了围岩压力转移支护技术 “ 三原 则” ，并研制 了锚索组合支护构件—— 箱型梁。现场 应用表 明，锚 索箱 型梁大幅提 高 了锚 索组合 梁的
等 ，促进了巷道锚索支护技术 的发展 。然而 ， 锚索 支护 巷道 中存在 的围岩稳定 和安 全 问题未 得到 很好 解决 ，这些 问题 的存在 固然 有多 种原 因 ，比如
地层 压力 、巷 道断 面 的增 大等 。但一 个不 可忽 视 的
深工程 ，将要服务整个二水平的开拓与开采 ，服务 时 间应 在 ２ ０ ａ以上 。
１ ０ 。 下 山施工 ，期 间巷 道 穿 过 ４层煤 线 ，岩 性 以泥
由于锚 索具有 锚 固深度 深 、支 护强 度高 、适 用 性 好等 优点 ，锚索 与锚 杆联 合支 护 已成 为锚 杆支 护 技 术 的普遍 的发展 方 向和应 用形式 。锚 索在 巷道 支 护 中的普 遍 使 用 ，提 高 了 巷 道 支 护 的强 度 和 安 全
Ｓ ｕｐ ｐｏ ｒ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｔｅ ｃ ｈｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｕｒ ｒ ｏ ｕ ｎｄ ｉ ｎ ｇ Ｒｏ ｃ ｋ Ｐｒ ｅ ｓ ｓ ｕｒ ｅ Ｔｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｓｏ ｆ ｔ ． ｒ ｏ ｃ ｋ Ｒ０ ａ ｄ ｗａ ｙ ｗｉ ｔ ｈ Ｈｉ ｇ ｈ Ｇｅ ｏ ． ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ Ｄｅ ｅ ｐ Ｍｉ ｎｅ
义。高地应力环境及强烈的时间效应导致深部岩体
组 织结构 、基 本行 为特 征和 工程 响应均 发生 根本性
改 变 ，使 巷道 矿压 显 现 明显 ¨ ，采 用 常规 支 护设 计 的深部 高应 力巷 道 的稳定性 越来 越难 以控 制 ，巷 道 断面 收缩严 重 ，有些巷 道需 要反 复维 修 ，从 而造 成 巷道 的维 护费用 高 出掘进 费用数 倍 ，严 重 影响矿
近年 来 随着 矿井 开采 深度 的增加 ，遇 到 了越 来
越 多复杂 地质 环境 下 的地 下岩 石工程 ，因而对 此类 工 程 的研 究 对 于矿 井 的可 持 续 发 展 具 有 重 要 的意
未 达到 其额定 支 护力 的情 况下就 会发 生屈 服或 变形 破 坏 ，使得 锚索 支护性 能无 法有 效利 用 ，巷道 围岩 压力无 法有 效转 移 ，巷道 围岩变 形破 坏不 能有 效控 制 。因此 ，研究 采用何 种 支护手 段有 效 收集巷 道 围
强度 和刚度 ，较好地解决 了目前各 类槽钢 梁及 Ｂ 钢 带等存在 的强度 、刚度过低 的 问题 ，围岩压力 转
移支护技术能较好 地控制深井高地压 软岩巷道 的围岩变形，在 类似条件 下具有 良好 的应用价值 。 ［ 关键词 ］ 深井 ；软岩巷道 ；围岩压 力；箱型梁；转移 ［ 中图分类号］Ｔ Ｄ ３ ５ ３ ［ 文献标识码 ］Ｂ ［ 文章编号 ］１ ０ ０ ６ — ６ ２ ２ ５（ ２ ０ １ ５ ）０ ２ — ０ ０ ５ ６ — ０ ４
井 安全 高效 生产 。
岩表面压力 ， 并将其转移至深部 ，控制深井软岩巷 道 的围岩 变形 ，是过 去普 通锚梁 网支护 中未 曾遇 到
过 的新 问题 ，具 有重 要 的理论 和实践 意义 。
１ 工程概 况
淮南 矿业集 团 潘 三 煤 矿 … ７ ３ ０ ９ ６ ０ ｍ 联 络 斜 巷上 段位 于该矿 东 三采 区 ，巷 道设计 工 程量 ６ ７ ０ ｍ， 具体 工程 地质 条件 如下 ： （ １ ） 巷道 穿层 掘 进 ，围岩 破 碎 松 散 巷 道 以
性 ，扩大 了锚杆 支护 技术 的应用 范 围。然 而 ，在 锚
岩 、细 砂 岩 或 粉 细 砂 岩 为 主 ，近 水 平 层 理 ，分 层
索支 护实践 中发 现 ：高地压 巷道 的变 形和破 坏仍 然
不能得到有效地控制 ，部分巷道 的顶板仍然时有冒
落发生 ，巷 道 的稳 定性 和安 全性仍 然存 在较 大 的不 确定性 。为 了改 变上述 状况 ，尤 其是 为 了提 高巷 道 锚梁 网支 护 的稳定 性 和安全 性 ，煤矿 支护研 究单 位
和现 场进 行大量 研究 工作 ，并采 取 了相应 的技术 措
薄 ，每层仅为 １ ０ ０～ １ ５ ０ ｍ ｍ左右 ，竖向裂隙极为发 育 ，破 碎成 碎块 状 ，节 理 间泥质 胶结 。
（ ２ ） 巷 道 埋 深 大、地 压 大 巷 道 掘 进 标 高 一
７ ３ ０—一 ８ ２ ０ ｍ，属 于典型 的深 井高 地压巷 道 。
第２ Ｏ卷 第 ２期 （ 总第 １ ２ ３期 ）
２ ０ １ ５ ｏ １ ． ２ ０ Ｎ ｏ ． ２（ Ｓ ｅ ｉ ｒ ｅ ｓ Ｎ ｏ ． １ ２ ３ ）
Ａ ｐ ｉ ｒ ｌ ２ ０ １ ５
Ｃ０Ａ Ｌ ＭＩ ＮＩ ＮＧ Ｔ Ｅ Ｃ ＨＮ ０Ｌ ０Ｇ Ｙ
