软岩巷道支护

煤矿软岩巷道支护技术摘要:本文主要对煤矿软岩巷道支护技术进行了分析,概述了软岩的概念和分类以及软岩的工程特征,并探讨了煤矿软岩巷道支护存在的问题,最后从三个方面对煤矿软岩巷道支护技术问题进行了研究,具体包括软岩巷道支付的技术关键分析,最佳支护时间分析以及软岩巷道支护的对策。

关键词:软岩巷道联合支护巷道变形1 软岩的基本概念1.1 软岩的基本概念工程软岩是指在工程力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体。

目前流行的软岩定义强调了软岩的软、弱、松、散等低强度的特点,同时应强调软岩所承受的工程力荷载的大小,强调从软岩的强度和工程力荷载的对立统一关系中分析、把握软岩的相对性实质。

该定义的主题词是工程力、显著变形和工程岩体。

工程岩体是软岩工程研究的主要对象,是巷道、边坡、基坑开挖扰动影响范围之内的岩体,包含岩块、结构面及其空间组合特征。

工程力是指作用在工程岩体上的力的总和,它可以是重力、构造残余应力、水的作用力和工程扰动力以及膨胀应力等;显著塑性变形是指以塑性变形为主体的变形量超过了工程设计的允许变形值并影响了工程的正常使用,显著塑性变形包含显著的弹塑性变形、黏弹塑性变形,连续性变形和非连续性变形等。

此定义揭示了软岩的相对性实质,即取决于工程力与岩体强度的相互关系。

当工程力一定时,不同岩体,强度高于工程力水平的大多表现为硬岩的力学特性,强度低于工程力水平的则可能表现为软岩的力学特性;对同种岩石,在较低工程力作用下,表现为硬岩的变形特性,在较高工程力的作用下则可能表现为软岩的变形特性。

1.2 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。

(1)软化临界深度:与软化临界荷载相对应的存在着软化临界深度。

一般来讲,软化临界深度也是一个客观量。

当巷道的位置大于某一开采深度时,围岩产生明显的塑性大变形、大地压和难支护的现象;但当巷道位置较浅,小于某一深度时,大变形、大地压的现象明显消失。

煤矿巷道软岩工程的特点及其支护技术摘要:近年来,随着煤矿开采深度的增加,许多原来软岩很少的矿区,矿区深部巷道工程均呈现出软岩工程特征。

本文首先简要介绍了煤矿巷道软岩工程的特点,然后介绍了煤矿软岩工程联合支护技术在,最后谈谈锚注技术在开滦东欢坨矿的应用情况。

关键词:软岩工程支护技术煤矿软岩工程支护是当前煤矿安全重要问题之一,软岩引起的矿山井巷的破坏现象非常普遍,严重影响着煤矿生产安全、效率及效益的提高。

软岩工程的稳定与支护技术密不可分,目前矿山软岩巷道已由过去单一的支护形式,逐步发展为各种多次支护和联合支护形式1 煤矿巷道软岩工程的特点地下工程是在岩石或者土体中开挖构筑的结构,所处的环境和受力条件与地面工程有很大不同,因此沿用地面工程的设计理论和方法来解决地下工程问题,显然不能正确地处理地下工程中出现的各种力学现象,当然也不可能由此作出合理的支护设计。

与地面工程相比,地下工程在很多方面具有完全不同的受力特点。

由于煤炭资源开发的不可选择性,随着对煤炭大面积的开采,不断地破坏地应力的平衡状态,同时由于煤系地层的赋存条件、沉积环境以及地质构造等的影响,煤矿软岩问题不可避免。

煤矿的开采深度目前多在500～600 m,超过1000 mm的矿井也越来越多,有些矿井在浅部开采时软岩问题并不明显,但是到深部以后,地应力大、动压作用明显。

煤矿软岩组分中含有大量的膨胀性矿物,围岩软,岩石强度低,易风干脱水而产生塑性流变,尤其易遇水变形、崩解、膨胀。

隧道工程一般服务年限可达百年以上,而煤矿不同用途的巷道与硐室,其服务年限不同,但通常要短于隧道工程,软岩巷道有明显的时限性。

2 煤矿软岩工程联合支护技术在软岩巷道支护方面,由过去单一的被动支护形式逐步发展形成了各种系列支护技术。

如锚喷、锚网喷、锚喷网架、锚喷网架注系列技术,U型钢支护系列技术,注浆加固和预应力锚索支护系列技术,这些技术中的一个突出的特点就是联合支护技术的开发与应用。

世上无难事，只要肯攀登
软岩巷道支护技术
（一）软岩巷道支护原理（1）巷道支护原理
软岩巷道支护时软岩进入塑性状态不可避免，应以达到其最大塑性承载能力
为最佳；同时其巨大的塑性能（如膨胀变形能）必须以某种形式释放出来。

软岩支护设计的关键之一是选择变形能释放时间和支护时间。

（2）最佳支护时间和时段
岩石力学理论和工程实际表明，硐室开挖之后，围岩变形逐渐增加。

以变形
速度区分，可划分三个阶段；即减速变形阶段、近似线性的恒速变形阶段和加速变形阶段。

最佳支护时间是以变形的形式转化的工程力PR 和围岩自撑力PD 最大，工程支护力最小的支护时间
图7-34 最佳支护时间TS
（二）软岩巷道常用支护形式
（1）锚喷网支护
锚喷网支护系列是目前软岩巷道有效、实用的支护形式。

喷射混凝土能及时
封闭围岩和隔离水。

网不仅可以支承锚杆之间的围岩，并将单个锚杆连结成整个锚杆群，和混凝土形成有一定柔性的薄壁钢筋混凝土支护圈。

锚喷网支护允许围岩有一定的变形，支护性能符合对软岩一次支护的要求。

根据围岩条件，也可以不喷射混凝土，仅选用锚网、桁架锚网、钢筋梯锚网、钢带锚网支护，也可以二次喷射混凝土支护。

（2）可缩性金属支架
U 型钢可缩性金属支架具有可缩量和承载能力在结构上的可调性，通过构件
间可缩和弹性变形调节围岩应力。

在支架变形和收缩过程中，保持对围岩的支护阻力，促进围岩应力趋于平衡状态。

我国在U 型钢可缩性金属支架架后充。

浅议煤矿软岩巷道支护摘要:随着矿井开采深度的增加,巷道破坏日趋严重。

软岩巷道支护历来是巷道工程的难题,通过对软岩巷道的特征分析,及支护原理和方法的论述,对泉店矿回采巷道支护方式进行了设计,并给出了相应的建议和措施,取得了良好的效果。

关键词:软岩巷道围岩支护结构随着国民经济的发展,煤的需求量逐年增长,开采的范围也不断扩大。

无论新老矿井,在开掘巷道时都遇到了大量的软岩层,特别是随着开采深度的不断增加,深部地压明显增大。

在软岩层中施工巷道,掘进容易,但维护极其困难,采用常规的施工方法和传统的支护结构,往往不能奏效。

因此研究软岩支护问题便成为巷道施工的关键问题。

1 软岩巷道的特征软岩巷道最明显的特征是地压显现比较剧烈,巷道维护困难,主要表现在围岩的自稳时间短、来压快、围岩变形量大、速度快、持续时间长、四周来压、底鼓明显、遇水膨胀、变形加剧,可以用4个字来概括:松、散、软、弱。

2 松软岩巷道支护原理软岩层巷道支护的着眼点应放在充分利用和发挥自承能力上。

支护原理是:根据岩层不同属性,不同地压来源,从分析地压活动基本规律入手,运用信息化设计方法,使支护体系和施工工艺过程不断适应围岩变形的活动状态,以达到控制围岩变形、维护巷道稳定的目的。

具体的说,有以下几个方面:(1)必须改变传统的单纯提高支护刚度的思想,支护结构及强度应与加固围岩、提高围岩自承能力相结合,与围岩变形及强度相匹配,实践证明,单纯提高支护刚度的方法是难以奏效的;(2)必须采取卸压、加固与支护相结合的方法,统筹考虑、合理安排,对高应力区,要卸得充分,对大变形区,要让得适度,对松散破碎区,要注意整体加固,对巷道围岩整体要支护住;(3)进行围岩变形量测,准确地掌握围岩变形的活动状态,根据量测结果进行反馈,以确定二次支护结构的参数,确定补强时间,再次支护时间和封底时间;3 松软岩巷道支护原则早期的支护理论沿用地面结构工程原理设计支护参数,围岩是支护的对象,支护只是人工构筑的承载结构而已。

强风化软岩巷道支护及其稳定性阐述随着人类对地下资源的深入开采和利用，地下巷道工程在各种领域中得到了广泛的应用，如煤矿、石油、地铁等。

而在巷道工程中，软岩地层的存在给巷道的支护和稳定性带来了巨大的挑战。

强风化软岩是指在长期风化作用和水的侵蚀下形成的一种特殊的软岩，其物理力学性质和稳定性明显降低。

对强风化软岩巷道的支护及稳定性的研究成为了地下巷道工程领域的热点之一。

一、强风化软岩的特点1. 抗压强度低：强风化软岩因长期风化，岩体中胶结物质流失，颗粒间的卸荷作用增大，导致了岩石内部的抗压强度大幅下降，使得软岩的抗压强度普遍较低。

2. 蠕变性大：强风化软岩由于长期受到地下水的侵蚀和渗透，在高温高湿环境下容易发生蠕变，即在较小的应力作用下，岩石会发生较大的变形。

3. 破碎性强：强风化软岩岩体容易出现开裂和破碎，使得岩体的整体稳定性明显下降。

4. 渗透性高：长期的水分侵蚀会导致强风化软岩的渗透性明显增加，易发生水文地质灾害。

二、强风化软岩巷道支护方法针对强风化软岩巷道的特点，我们需要采取相应的支护方法来保障巷道的安全稳定，主要包括以下几种：1. 喷射混凝土支护：在软岩巷道的开挖过程中，可以采用喷射混凝土来进行支护，通过喷射混凝土来形成一层坚固的支护壁，从而增强巷道的整体稳定性。

2. 钢拱支护：在软岩地层中，可以采用钢拱支护来增强巷道的整体稳定性，通过设置钢拱来分担地压，减轻软岩的应力，提高巷道的承载能力。

3. 锚杆网支护：在软岩巷道中，可以采用锚杆网支护来进行加固，通过在软岩中设置锚杆和钢网来加固岩体，从而增强巷道的抗压强度。

4. 土钉喷锚支护：土钉喷锚支护是一种有效的软岩支护方法，通过在软岩中设置土钉和喷锚来固化岩体，提高软岩的抗压和抗拉性能。

三、强风化软岩巷道稳定性分析对于强风化软岩巷道的稳定性分析，我们需要考虑以下几个方面：1. 岩体力学特性：首先需要对软岩的岩体力学特性进行详细的测试和分析，包括软岩的抗压强度、抗拉强度、弹性模量等参数，以便进行合理的巷道支护设计。

强风化软岩巷道支护及其稳定性阐述强风化软岩是一种地质工程中常见的地层类型，其力学性质较差，易发生岩体破裂、塌方等问题，对隧道的安全施工和长期稳定性造成严重威胁。

在强风化软岩的隧道施工中，合理的支护设计和措施是至关重要的。

强风化软岩隧道的支护设计应综合考虑岩体的力学性质、应力状态以及工程施工的要求。

根据地质勘察资料确定岩体的强度、稠度、节理特性等参数，进行岩体分类与分区，根据岩体的不同特征，确定相应的支护方式和措施。

在确定隧道开挖的方法和方案时，要充分考虑地应力、槽曲尺寸、进尺速度等因素，避免发生大面积围岩破裂和塌方。

在支护设计中，还要选择合适的钢支撑、锚杆、喷射混凝土等支护材料，以满足岩体的稳定性要求。

针对强风化软岩隧道的支护措施，主要包括以下几个方面：1. 预喷锚网：喷射喷射预喷锚网是一种常见的支护措施，通过在隧道面前喷射一层预喷锚网混凝土，形成一个临时的支护体系，增加岩体的抗裂性和稳定性。

2. 锚杆：在强风化软岩隧道中，采用锚杆来增加隧道围岩的稳定性。

锚杆通过固结作用，在岩体内部形成一个稳定的锚固体系，分散并转移岩体的应力，有效减少围岩的变形和破裂。

3. 喷射混凝土：喷射混凝土是一种常用的隧道支护材料，通过高压泵将混凝土喷射到围岩表面，形成一个坚固的支护体系。

喷射混凝土可填充岩体的裂缝和空隙，提高岩体的整体强度和稳定性。

4. 波形钢板支护：波形钢板是一种强度较高、刚度较大的支护材料，适用于强风化软岩隧道的支护。

波形钢板可覆盖在岩体表面，形成一个钢板-围岩复合体系，具有较强的抗侵蚀和抗拉裂能力。

1. 隧道施工期的监测与控制：在隧道施工期间，应加强对岩体变形和应力状态的监测。

通过安装应变计、应力计、位移计等监测仪器，及时了解岩体的变形和变化，掌握支护效果，及时采取措施进行调整和补充支护。

2. 综合分析与评价：对支护措施的稳定性进行综合分析和评价，根据岩体的变形和破坏特点，确定合适的支护方案和施工方法。

强风化软岩巷道支护及其稳定性阐述
强风化软岩是指经历了长期侵蚀、氧化破坏，矿业及隧道工程中遇到的一种类型的岩石，具有软、疏松、水分较高的特点，其岩体稳定性较差，易发生失稳及陷落事故。

如何有效稳定强风化软岩巷道的支护成为了当前地下开采中亟需解决的问题。

目前针对强风化软岩的巷道支护技术主要有三种，分别为框架支护、锚杆支护和网片支护。

框架支护主要采用钢架或木架支撑，配合钢筋混凝土梁板或钢筋混凝土灌注拱，起到限制巷道变形和稳定岩体的作用；锚杆支护则采用预制钢筋网和锚索钻孔固结的方法，增加了巷道的承载能力和安全性；网片支护则是将网片挂在岩体表面，增加了岩体的涂覆面积，从而提高抗坍能力。

三种方法各有优缺点，在实际工程中需要根据具体情况灵活选择。

但是仅靠防护措施来保障强风化软岩巷道的稳定性是不够的，还需要在设计之初就充分考虑到岩体特征和巷道结构特点，选择合适的开采方案和支护方案，并在巷道施工过程中进行现场监测，及时处理岩体变形、龟裂等异常情况。

同时，应加强巷道内通风、疏浚和排水，避免潜在的地质灾害隐患。

对于特别严重的强风化软岩工程，应当加强地质勘探和岩体强度测试，减少工程风险。

综上所述，针对强风化软岩巷道支护及其稳定性问题，需要在工程设计、支护措施和施工现场监测等多个方面进行综合考虑和处理，以避免发生因沿用传统支护方式造成的巨大地质安全事故。

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。

软岩巷道支护理论概述1 软岩巷道支护理论的国外发展情况1．1 早期理论20世纪初发展起来的以海姆、朗肯和金尼克理论为代表的古典压力理论认为，作用在支护结构上的压力是其上覆岩层的重量 。

但随着开挖深度的增加，人们发现古典压力理论许多方面都有不符合实际之处，于是，坍落拱理论(也称为松软压力理论)应运而生，其代表有太沙基理论和普氏理论。

此类理论认为：坍落拱的高度与地下工程跨度和围岩性质有关。

其最大贡献是提出巷道围岩具有自承能力。

20世纪50年代以来，人们开始用弹塑性力学来解决巷道支护问题，其中最著名的是Fenner公式和Kastner公式。

1．2新奥法到了60年代，奥地利工程师L．V．Rabcewicz(腊布希维茨)在总结前人经验的基础上，提出了一种新的隧道设计施工方法，称为新奥地利隧道施工方法(New Austrian Tunneling Method)，简称为新奥法(NATM)，目前已成为地下工程的主要设计施工方法之一。

1978年，L．Mttller(米勒)教授比较全面地论述了新奥法的基本指导思想和主要原则，并将其概括为22条。

其中主要的是：1)围岩是隧道的主要承载结构，初期支护和最终衬砌仅仅起封闭作用，其目的是在围岩中建立承载环或三维承载球壳。

2)如果要求用围岩来支护隧道，则必须尽可能维持围岩强度。

因此，要尽可能防止围岩松动和大范围变形。

松动和变形会引起围岩强度逐渐衰减，为了维持围岩强度，应根据时间和围岩应力变化，选择适当的支护手段。

3)为了选择最佳承载环结构，必须正确估计时间对围岩特性的影响(或对围岩与衬、砌共同体特性的影响)。

为此，要求进行初期实验室试验，特别是洞内位移量测试验。

其中最重要的参数是岩石类别、直立自稳时间及变形速度。

4)衬砌和永久支护必须是薄壳型，以减小衬砌受弯机会，从而减少挠曲断裂。

其必要强度靠钢筋网、钢拱架和锚杆达到，而不是加厚衬砌或支护截面。

5)按静力学观点，隧道被看作是由岩石、支护结构和(或)衬砌构成的厚壁管。

第十二章软岩巷道支护第一节基本概念及变形特征一、软岩及软岩巷道的定义与分类目前对软岩及软岩巷道（工程）的定义及其基本特征尚未完全统一，但一般认为软岩是指强度低的岩体，是松散、软弱、破碎、膨胀、流变、强风化蚀变，以及高地应力岩体的统称。

软岩巷道，则指布置于上述软岩中难支护、需多次翻修和多次支护的巷道。

软岩的基本特性包括重塑性、崩解性、胀缩性、触变性、流变性。

其中，重塑性是软岩的基本属性，崩解和胀缩性是环境效应，触变性是空间效应，流变性是时间效应。

在实际工程中，往往是各种效应的综合，但有主有次，故应针对具体条件采取相应或综合措施。

软岩的工程分类，对工程设计、施工管理、定额制度、支护方式的合理选择以及改变软岩矿井技术面貌都有十分重要的意义，国内外专家学者提出的分类方案有十几种之多，应用较多的有以下几种。

1、煤矿巷道分类方案表12-1为我国《煤矿巷道软岩分类的建议》中的分类方案，将软岩分为3类，其中累计得分一项由表12-2给出。

表12-1 煤矿软岩巷道综合分类方案注：水平变形是指巷道掘出后，一次锚喷支护时，两侧墙位移的总和取大值；围岩松动圈指巷道掘进后，测得围岩纵波速度降低范围的平均值。

表12-2 煤矿巷道软岩分类判别指标2、国家软质岩分类标准《工程岩体分级标准》（1991年送审稿）中关于软质岩的国家标准是：1）岩石坚硬程度岩石坚硬程度按表12-3定性划分为较软岩、软岩和极软岩3类。

2）岩石风化程度岩石风化程度按表12-4划分为未风化至全风化5类。

表12-3 软质岩坚硬程度的定性划分表12-4 岩石风化程度的划分3）岩体完整程度的定性划分①岩体完整程度可按表12-5定性划分为完整至极破碎5类。

②结构面的结合程度，可根据结构面特征按表12-6划分为结合好至结合很差4类。

表12-5 岩体完整程度的定性划分表12-6 结构面结合程度的划分4）定量指标的确定和划分①岩石坚硬程度的定量指标采用岩石单轴饱和抗压强度（R c）。

强风化软岩巷道支护及其稳定性阐述强风化软岩巷道是指岩石经历了强烈风化作用后形成的软岩层构成的巷道。

强风化软岩巷道的支护及其稳定性是岩石工程中的重要问题，直接关系到巷道的安全和正常使用。

强风化软岩巷道的支护方法主要有物理支护和化学支护两种。

物理支护主要是利用支护结构对巷道进行加固。

一般常用的物理支护方式有钢筋混凝土衬砌、喷射混凝土和锚杆等。

钢筋混凝土衬砌是最常见的一种支护方式，通过将钢筋混凝土加固层覆盖在岩石表面，形成一个坚固的保护层，可以有效抵抗巷道的风化破坏。

喷射混凝土是将混凝土通过喷射设备喷射到岩石表面形成一层坚固的支护层，具有施工快、成本低的优点。

锚杆主要是通过在岩石中埋设锚杆并与混凝土喷射形成的加固层相连，增加巷道的稳定性。

化学支护主要是利用化学材料对巷道进行固化和加固。

常见的化学支护材料有聚氨酯和环氧树脂等。

聚氨酯是一种具有很强粘接能力的化学材料，可以迅速渗透到岩石裂隙中，形成一个坚固的固化层，增加岩石的强度和稳定性。

环氧树脂则是一种固化剂，可以与岩石表面的物质反应形成一个固化层，具有很好的加固效果。

强风化软岩巷道的稳定性除了支护手段外，还受到岩体强度、水文地质条件、地震影响等因素的影响。

岩体强度是指岩石的抗压、抗剪强度，是巷道稳定性的基础。

强风化软岩的抗压、抗剪强度较低，容易破坏，因此在进行巷道支护设计时需要根据不同岩体强度选择适当的支护方式和材料。

水文地质条件对巷道的稳定性也有重要影响。

强风化软岩巷道常常处于高含水量的地质环境中，水的渗透会导致岩石强度降低，从而对巷道的稳定性造成影响。

在巷道支护设计中需要考虑合理的排水措施，以减少水分的渗透和影响。

地震影响也是强风化软岩巷道稳定性的重要因素之一。

地震可能引起巷道支护结构的破坏和岩体的破坏，严重危及巷道的安全。

在巷道设计和支护过程中需要考虑地震力的作用，选择合适的支护方式和材料，增强巷道的抗震能力。