高应力大变形巷道维护加固探讨

巷道过高应力区支护技术研究与应用摘要：基于矿井掘进工作面施工过程中受断层等地质构造影响，普通的锚网和架棚支护强度不能满足要求，造成巷道顶板下沉、帮部变形、底鼓等发生，提出巷道过高应力区支护技术，并应用于生产实践，验证了过高应力区良好支护效果。

关键词：断层；高应力；锚架联合支护；安全高效0引言在矿井掘进活动中，经常遇到褶曲、断层等地质构造，巷道会出现应力集中区，巷道出现顶板下沉、巷帮变形、底鼓等。

神源煤化工在遇构造影响时，矿压显现尤为明显，3208工作面、3410工作面、3109工作面等两巷掘进准备过程中均出现以上现象。

采取缩小锚杆（索）间排距、改架U型棚等措施效果甚微，采用全断面“锚网+架棚”施工时，支护效果好但支护环节繁琐，影响高效掘进。

本文以神源煤化工3106机巷为引，对巷道受断层影响过高应力去支护技术进行研究，并实践应用，保证巷道安全高效掘进。

1工作面概况3106工作面东临3108工作面（未采），南到东翼三条大巷，西临3104工作面（未采），北到邹庄煤矿与钱营孜矿边界。

工作面为32煤，层煤厚1.41m～3.08m，平均2.64m，煤层结构较简单，局部夹一层或两层碳质泥岩，夹矸厚度约为0.1～0.2m。

老顶为粉细砂岩，厚度3.06～4.64m，白灰色，细砂质结构，致密块状，层里发育；直接顶为粉砂质泥岩和煤线，厚度4.28～15.9m，以泥岩和砂质泥岩为主，含1至3层煤线，局部夹薄层细砂岩；直接底为泥岩和煤线，厚度1.65～8.48m，浅灰色～灰色，夹粉砂,较破碎,含大量植物根茎化石，局部岩石较破碎；老底为细砂岩，厚度 1.06～3.76m，灰白色，细砂质结构，中厚层状，石英、长石为主，分选差，斜裂隙发育。

3106机巷走向长1455m，巷道净宽×净高=4800×3200mm，采用锚带网索支护，综掘施工、皮带机运输、单轨吊辅助运输，巷道自2021年7月开始施工，至今已施工435m。

我国煤矿巷道支护的难题与对策作者：王绪昇来源：《中国化工贸易·上旬刊》2019年第04期摘要：随着我国煤矿开采进入深部开采时代，巷道支护已经成为不可避免的挑战。

针对煤矿开采过程中存在的问题，主要分析了高应力巷道、软岩巷道以及冲击地压巷道的支护策略。

可以为有关技术人员提供参考和指导。

关键词：巷道支护;深部开采;难题;对策1 引言在煤矿由浅部向深部开采的过程中，地应力和岩层的岩性已经发生了变化。

原有的正常矿井发生冲击矿压和煤与瓦斯突出的可能性增加。

最大的问题就是高地应力引起的巷道的大变形，巷道的支护变得日益困难。

此外，煤炭开采的强度也达到空前的高水平，导致在开采过程中采动大幅度增加，巷道的支护难度增加，这种情况在断面巷道条件下更为突出。

总的来说，所要解决的支护难题有高应力巷道、软岩大变形巷道、冲击地压巷道、破损修复巷道等几类。

本文对这几个类型的巷道进行分析，探讨了合适的支护策略。

2 高应力巷道支护分析总的来说，巷道的破坏与围岩强度和地应力有关。

当围岩应力达到或超过围岩强度时，巷道就会失稳破坏。

理论分析表明高应力是巷道破坏的重要因素之一。

经过统计，造成巷道周圍应力的几种因素分别为深埋高应力、地质构造高应力和采动应力。

由于在高地应力作用下，岩体的特性发生了根本性变化。

主要体现在以下几个方面：在高地应力作用下围岩的塑性增强，使得坚硬的岩石在破坏时表现出软岩的破坏特征;巷道围岩变形具有很强的流变特性，变形量大给支护带来巨大的难题;对于某些高强度脆性岩石，发生冲击的可能性增加，巷道破坏突然，伴有巨大声响和震动，围岩及支护被瞬间摧毁。

目前，对高应力巷道的支护主要有三种方法：可以通过合理的布置巷道的位置，然后人工卸压，使巷道周围处于低应力状态，降低巷道变形量维持巷道稳定;采用U型钢等高强度材料对巷道进行加固，抵抗巷道围岩的变形;此外，采用锚杆锚索对巷道围岩进行加固，提高围岩的承载能力，有效控制围岩的变形破坏。

浅析深井复杂应力状态下巷道加固技术在煤矿的生产过程中，巷道容易受采动的影响而产生变形，围岩也会受到大范围的破碎，因此支护难一直是困扰煤矿生产的一大难题，如何在复杂应力条件下对巷道进行加固，成为了煤矿企业急需要解决的问题，本文以太原煤气化龙泉煤矿为例，对其巷道的加固技术进行研究，以此来为其他煤矿的巷道加固提供参考。

标签：巷道失稳；巷道加固；技术1 项目基本概况龙泉煤矿，主采煤层为4#煤，属气煤煤，煤层结构简单，煤层较软，有玻璃光泽。

目前只有4202工作面回采，本工作面为一次采全高放顶煤回采工作面，地面标高约为1200m，井下标高约为780m，采高3.5m，放顶煤3.0m，工作面平均走向长度为2400m，工作面倾斜长度250m。

龙泉煤矿井下有北一回风大巷、北二回风大巷、北胶带大巷、北辅运大巷四条主要大巷，服务于矿井下料、提升和通风等各系统。

四条主巷沿南北方向布置，单巷长约1200m，西面为矿井工业广场保护煤柱，东面为本矿回采工作面。

由于四条主巷受采动影响，造成许多安全隐患。

目前主巷矿压显现基本稳定。

本回采区域煤层顶板为2.54m左右的黑灰色粉砂岩、泥岩、极易冒落，不宜管理；底板为2.18m左右的深灰、黑灰色泥岩，受力后极易发生底鼓。

2 巷道失稳的原因2.1 巷道群之间的应力影响大巷掘出后，会发生应力重新分布，在胶带大巷左側与回风大巷右侧发生应力集中，应力集中系数达到1.95。

由于相邻大巷间煤柱宽度较小，胶带与回风大巷间煤柱上高应力作用下产生的大量变形被胶带大巷下山空间所吸收，导致掘巷后皮带大巷周围围岩塑性区明显增大，围岩变形量较辅运、回风大巷大。

2.2 采动对下山围岩变形的影响大巷掘出后受回采工作面开采的影响，回采产生的超前支承压力与大巷周围围岩应力叠加，导致大巷围岩应力重新分布，围岩塑性区范围进一步增大，应力集中系数达到了2.55，大巷原有支护难以承受这么高的应力。

当本矿4201工作面回采后，受超前支承压力的影响，在大巷左侧停采线煤柱上，应力集中系数达到了2.55，巷道围岩应力再一次重新分布，围岩再次破坏，塑性区范围变的更大，使得下山支护环境更加恶化。

深井高地压巷道变形原因及修护措施摘要随着矿井开采年限的增加，巷道修护工作显得越发重要，最好破损巷道的修护工作是确保安全生产的基础工作之一。

文章主要分析了深井高地压巷道变形原因，并提出相应的解决措施。

关键词：深井高地压；巷道；变形原因；修护措施前言随着矿井向深部的延伸,受到高地压、高应力的影响,巷道四周围岩所承载的压力变大、变强,从而不断加快巷道的变形和老化速度,特别是修护巷道,四周的围岩已产生较大的松动圈,本身的抗压性能已大大减弱,巷道的支护已经不能仅仅地局限于顶板及帮部的控制,巷道的底板也需要加以控制,在此基础上我们提出巷道的整体支护理念,从巷道的整体支护来抑制、减缓巷道的变形量和老化速度,减少巷道再次维修工程量,达到满足巷道支护要求,延长巷道的服务寿命。

1 巷道变形破坏机理分析深井巷道开挖之前，岩体处于原岩应力场的稳定状态中。

巷道开挖后，巷道周边岩体的围压发生变化，围岩应力场重新分布，集中应力随着围岩体的变形由巷道表面围岩逐渐向巷道深部转移，直到一定深度的巷道围岩体因围压足够大，能够承载集中应力且不产生变形，巷道周边应力场才趋于稳定，集中应力的转移使巷道围岩从表层向深部一定范围内都经历了切向应力增大而径向应力减小且围压变小的过程，在低围压、高集中应力作用下，巷道周边围岩发生变形破坏，这种变形甚至破坏也伴随着集中应力逐步向深部发展，因碎涨和巷道支护作用促使围岩围压变大，破坏扩展到一定范围才得以控制。

巷道围岩变形破坏是不断持续着的，可以在一定时间内趋于稳定，当巷道围岩受某种外界因素（例如：风化、采动、水、温度等）的影响产生新的变形位移会再次影响深部的围压，集中应力会开始新的转移行程。

这是一个反复循环无法控制的过程，所以巷道支护是给巷道表层围岩提供尽可能大的残余强度，为更深部的围岩体提供足够大的等围压；同时为巷道围岩提供稳定的外部环境，确保围岩体的稳定性。

2巷道变形破坏形式（1）拱顶下沉，出现“马鞍型”现象，主要是由顶板下沉量超过支护允许范围，引起巷道顶板中部下坠，两侧切断。

深部高应力软岩巷道变形破坏特征与支护技术研究摘要：随着煤矿开采深度的增加，巷道应力水平也越来越高，软岩巷道地压越发的剧烈、巷道软岩破坏严重，深部高应力软岩巷道的支护技术问题的研究越来越重要。

根据我矿主要出现变形的巷道：三条大巷，其中回风巷和轨道巷变形较严重进行研究。

关键词：深部高应力软岩巷道变形破坏支护技术1引言经济的快速发展对能源的需求量日益增加,煤矿开采规模不断扩大,开采难度逐步加大，浅部易采的矿产资源日趋枯竭,地下矿山向深部开采是必然趋势。

因此分析深部高应力软岩巷道变形和破坏的因素，寻求安全合理的巷道支护技术提供客观依据，以确保我国煤矿深部开采的安全生产。

2巷道变形破坏特征2.1两帮中下部鼓出严重帮部围岩在变形过程中,支护体会随着围岩发生整体外移现象。

巷道两帮变形不协调,中下部变形严重,上部变形程度则相对较弱。

两帮在高侧压力作用下发生严重变形,中下部鼓起、垮落,巷道断面被挤成尖桃形,复合顶板下沉严重。

顶板中央下沉位移量较大,造成棚式支护变形扭曲,锚网支护体下沉变形。

2.2围岩变形量大、速度快、持续时间长深部高应力软岩在各向应力平衡时储存有较高的能量，开挖使得这部分能量短时间内迅速释放，造成围岩的加速失稳破坏。

一般来说,巷道掘进的第1-2天变形显著,速度少的5-l0mm/d,多的50-100mm/d;后期持续变形速度为 2.0 mm/d，变形持续时间一般25-60天,有的长达半年以上仍不稳定。

2.3围岩自稳时间短、来压快所谓自稳时间,就是在没有支护的情况下,围岩从开挖到失稳冒落的时间。

实践可知，软岩巷道的自稳时间极其短仅为几十分钟到几个小时, 巷道来压快,要立即支护或超前支护,方能保证围岩不致冒落。

其时间长短又与岩体强度、地压、断面等有关。

2.4支护结构损坏严重随着围岩变形的发展，U 型钢顶部卡缆螺栓出现大量断裂；部分地段巷道右帮部柱腿与围岩分离，U 型钢跪腿屈曲和弯折失效较多；钢筋喷层撕裂严重，出现大量锚杆、锚索托盘锚空，预应力损失严重；锚杆拉断、扭弯现象较常见。

特殊条件的巷道施工1. 引言巷道施工是在城市建设中常见的工程项目之一，在一些特殊条件下进行巷道施工可能会面临一些挑战和难题。

本文将探讨在特殊条件下进行巷道施工的问题，并提供解决方案。

2. 特殊条件的巷道施工类型在实际工程中，特殊条件的巷道施工可以涉及许多不同的情况。

以下是一些常见的特殊条件类型：2.1. 地下水位高的巷道施工在地下水位高的区域进行巷道施工需要特殊的注意和预防措施。

高地下水位可能导致施工现场积水，增加施工难度和安全风险。

2.2. 高地应力的巷道施工在地质应力高的地区进行巷道施工需要特殊的结构设计和加固措施。

高地应力可能导致巷道结构损坏和变形。

2.3. 周围环境敏感的巷道施工在一些特殊的周围环境敏感区域进行巷道施工需要特殊的环保措施，以减少对周围环境的影响。

3. 解决方案针对不同类型的特殊条件，以下是一些常见的解决方案：3.1. 地下水位高的巷道施工对于地下水位高的巷道施工，以下措施可用于解决问题：•在施工现场进行降水处理，降低地下水位到可接受的范围。

•使用防水材料和技术，防止地下水渗入到巷道结构内部。

•使用排水系统和泵站，将积水从施工现场及时排除，保持施工现场干燥。

3.2. 高地应力的巷道施工对于高地应力的巷道施工，以下措施可用于解决问题：•进行适当的地质调查和分析，准确评估地应力的大小和分布。

•使用适当的结构设计和加固措施，以增强巷道结构的抗压能力。

•监测地应力变化，及时采取调整措施，保证巷道结构的安全性。

3.3. 周围环境敏感的巷道施工对于周围环境敏感的巷道施工，以下措施可用于解决问题：•进行环境评估和监测，准确评估巷道施工对周围环境的影响。

•使用环保材料和技术，减少对空气和水质的污染。

•采取噪声和振动控制措施，降低施工对周围居民的影响。

4. 结论在特殊条件下进行巷道施工需要特殊的注意和措施，以确保施工的顺利进行和安全性。

本文提供了地下水位高、高地应力和周围环境敏感等特殊条件的巷道施工解决方案，希望能对相关工程项目提供参考和指导。

巷道整修加固方案及技术分析摘要：受到采区工作面回采的影响，巷道围岩变形较大，巷道后期维护费用大。

为提高软岩巷道的支护效果，提升巷道稳定性，提出采用注浆加固技术来提高巷道围岩强度。

根据围岩注浆浆液的流动机理，采用渗透式注浆方法。

根据巷道围岩力学特性以及力学环境等条件，科学确定围岩注浆加固方案，保证巷道注浆加固效果。

关键词：巷道；整修；加固；技术1前言随着我国矿井进入深部开采，受高应力和动压的影响，回采巷道极易发生变形破坏，影响工作面的安全回采。

传统的锚网锚索联合支护已经不能满足巷道整体的支护效果，随着工作面的回采，受采动影响巷道围岩的变形量会进一步加大，使得巷道的支护难度进一步增加。

因此，必须采用特殊的巷道加固手段控制巷道围岩变形，增强的稳定性。

通过加固破碎巷道围岩，可以提高围岩抗变形能力，有效的改善围岩的破碎情况，实现良好的支护效果，保证巷道安全高效的掘进。

2巷道注浆加固机理（1）提高围岩强度巷道受高应力和采动影响，围岩极易出现裂隙，通过注浆加固裂隙面后，巷道围岩的刚度和抗剪强度都得到了明显的增大，提高了巷道围岩抗变形能力，增强了巷道围岩的承载能力，有利于巷道的稳定。

（2）浆液粘结围岩裂隙巷道注浆液会扩散到围岩裂隙中，一定时间后，注浆液会在围岩裂隙中凝结，不仅将裂隙以及破碎岩体有效粘结一起，还将巷道掘进前岩层中存在细小裂隙封堵，使巷道更具有整体性承载能力。

（3）减小围岩松动圈巷道围岩松动圈表明围岩集中应力大于其承载能力，巷道开始出现变形破坏。

通过注浆加固巷道围岩，可以提高巷道承载能力，减小围岩松动圈的大小，减缓围岩进入塑性破坏的时间，增强巷道的稳定性。

（4）防止岩层风化注浆液充满岩层裂隙后，会排出原本裂隙中的空气和水，避免内部岩层与外界的环境接触，能够有效的防止巷道围岩内部被风化，改变岩层原有性质，使岩层发生破坏。

3巷道围岩变形特点及分析3.1巷道围岩变形特点软岩巷道(煤巷)多为环向受压，且非对称，顶部、两帮和底板同时受压，一般顶部、两帮有支护，故压力显现位移变形与支护强度相关。

复杂条件下高应力井巷及硐室维修方法作者：高战平来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》 2014年第10期高战平（平顶山天安煤业股份有限公司朝川矿三井）摘要：在复杂条件下，为了提高高应力井巷及硐室的承载性能，本文通过分析维修方案，阐述注浆技术，同时提出相应的注浆工艺，进而为维修高应力井巷及硐室提供参考依据。

关键词：井巷硐室锚固1 概况朝川矿三井东西大巷、井底变电所、泵房、炸药库等巷道受周围小煤矿越界采动及围岩松软松动压力影响，围岩变形剧烈，巷道底鼓、顶板下沉、巷道变窄、喷层开裂，脱落，断面缩小，严重影响安全使用，经过对围岩塑性区进行多次反复扩修其规模不断扩大，进一步出现锚杆松动脱落、支架严重变形的现象，在支护阻力方面达不到相应的要求。

为了提高围岩本身的承载性能，通过先采用锚喷进行扩修，然后采用注浆加固技术，进而在一定程度上解决巷道围岩岩性，以及整体性差的问题。

2 高应力井巷及硐室维修方案对三井东西大巷、井底变电所、泵房、炸药库等巷道，先采用锚杆锚喷进行扩修，后注浆加固的技术方案。

3 锚杆锚索锚喷支护采用覫20×2200 螺纹钢锚杆，Z2333 型锚固剂，锚杆间排距0.7m，每个锚杆用2-3 卷锚固剂。

锚索采用覫17.8×8300 低松弛钢铰线，每根锚索外露长度不大于350mm，每个锚索用5-6 卷锚固剂，锚索间排距2m，五花型布置，用锚索机打锚杆孔和锚索孔。

喷浆厚度100mm，喷浆水泥为525#，中砂，覫1-3mm 的石子，喷浆物料配合比：水泥：砂：石子=1：2：2。

4 注浆技术巷道锚杆锚索锚喷支护完后，开始进行注浆。

4.1 注浆支护原理对于巷道围岩来说，在对其进行注浆加固的过程中，支护原理包括：①提高岩体强度，进而在一定程度上提高弱面的力学性能；②形成承载结构，对破碎松散的岩体进行注浆加固处理，进一步对破碎岩块进行胶结处理，进而在一定程度上发挥围岩的自稳能力；③改善围岩的赋存环境。

综采工作面巷道应力集中处加固安全技术探讨摘要：由于综采工作面在断层发育处应力集中，地压较大，应对综采工作面巷道架棚加固支护。

针对21601综采工作面巷道应力集中处加固的安全问题，我们进行了调查研究和论证分析并精心准备，通过严格执行综采工作面巷道加固等专项措施，科学合理组织生产，实现了单产创出新水平，为今后综采工作面巷道应力集中处的加固提供了可借鉴的经验。

关键词：加固;顶板;架棚;应力集中;1.前言21601综采工作面（后期）在回采过程中，由于工作面在断层发育处应力集中，地压较大，应对工作面巷道架棚加固支护。

确保超前支护内巷高与行人安全出口宽度满足要求。

因此，针对综采工作面在断层发育处应力集中，地压较大的回采安全问题，我们以21601综采工作面巷道架棚加固支护为突破口，实施综采工作面巷道应力集中处的加固安全高效专项研究，并取得了良好的效果。

2.21601综采工作面概况21601综采工作面位于十六采区，西为21602工作面（已采），东为F4断层保护煤柱，北为-495m水平西翼胶带运输大巷保护煤柱，南至十六采区边界保护煤柱。

工作面总体为一宽缓的单斜构造，煤层倾角2°～33°，平均10°。

工作面煤层总体稳定，但轨道顺槽侧受F4断层影响，局部煤层厚度和倾角异常，对回采影响较大。

工作面掘进期间揭露9条断层和3个薄煤区，其中2条断层在工作面回采范围外。

工作面煤层顶底板情况表1。

表1工作面煤层顶底板情况表顶底板名称岩石名称厚度（m）岩性特征老顶砂质泥岩0～10.655.33深灰色，厚层块状，泥质结构，上部含砂少，中部夹泥岩。

直接顶泥岩2.95～13.708.33深灰色，含植物化石碎片，裂隙中淋滤有黄铁矿膜，局部含0.4m的菱铁矿。

伪底泥岩0～1.960.98灰黑色，顶部含大量植物化石碎片及黄铁矿晶膜。

老底（直接底）中粒砂岩0～9.044.52深灰色，含植物化石碎片及薄膜。

3.综采工作面加固的工艺3.1技术方案巷道加固采用与巷宽相适应的3.6m—4.0m长Π型梁配合单体支柱架倾向棚支护，一梁两柱，∏型梁架设在顶板无钢带、锚索梁支护的巷道位置，棚距为800±100mm。