高应力软岩工作面巷道失稳机理探析及支护对策研究

《高应力软岩巷道置孔释压支护理论与技术研究》篇一一、引言随着矿山开采的深入和地下工程的发展，高应力软岩巷道成为了一种常见的地质环境。

这种环境下的巷道支护是一个具有挑战性的技术难题，特别是在置孔释压支护方面，理论和技术研究显得尤为重要。

本文旨在探讨高应力软岩巷道置孔释压支护的理论基础和技术应用，为相关工程提供理论支持和技术指导。

二、高应力软岩特性分析高应力软岩的主要特征包括：地质条件复杂、岩石强度低、易发生变形和破坏等。

这些特性使得在高应力软岩巷道中进行置孔释压支护变得困难。

因此，需要对高应力软岩的特性进行深入分析，以便为支护设计提供依据。

三、置孔释压支护理论置孔释压支护是一种通过在巷道周围钻孔，释放围岩应力，从而达到支护目的的方法。

其理论基础主要包括以下几个方面：1. 应力转移理论：通过钻孔将围岩中的高应力转移到低应力区域，降低围岩的应力集中程度。

2. 能量释放理论：钻孔过程中释放围岩的弹性潜能，降低围岩的能量积聚。

3. 变形协调理论：通过合理布置钻孔，使围岩变形协调，提高巷道的稳定性。

四、置孔释压支护技术研究置孔释压支护技术的研究主要包括钻孔设计、钻孔施工、支护材料选择和支护参数优化等方面。

1. 钻孔设计：根据巷道的地质条件和支护要求，确定钻孔的位置、直径、深度和间距等参数。

2. 钻孔施工：采用合适的钻进方式和钻具，保证钻孔的质量和效率。

3. 支护材料选择：根据围岩特性和支护要求，选择合适的支护材料，如锚杆、钢拱架等。

4. 支护参数优化：通过现场试验和数值模拟等方法，对支护参数进行优化，提高支护效果。

五、实例分析以某高应力软岩巷道为例，分析置孔释压支护技术的应用。

首先，对巷道的地质条件和支护要求进行调查和分析；其次，根据理论指导进行钻孔设计和施工；然后，选择合适的支护材料和参数进行支护；最后，对支护效果进行监测和评估。

通过实例分析，验证了置孔释压支护理论的有效性。

六、结论与展望本文通过对高应力软岩巷道置孔释压支护理论与技术的研究，得出以下结论：1. 高应力软岩的特性分析为置孔释压支护设计提供了依据。

高应力软岩巷道支护技术探讨受到高应力作用的软岩巷道，其围岩自稳时间短、变形速度快、变形量大、持续时间长，对于巷道围岩的变形较难控制。

针对高应力作用的软岩巷道力学特性以及支护机理，进行了较为深入的研究，并对支护材料以及支护参数进行较为合理的选择，确定采用高强锚杆+锚索+锚注相互结合的支护技术，能够有效的发挥支护体的支撑以及承载的作用，較好的解决了高应力软岩巷道所面临的支护难题。

标签：高应力；软岩巷道；支护技术；矿井深部0 引言由相关数据得知，目前我国已探明的埋深在1000m以下的煤炭储量所占比例为53%，因此我国矿井的开采深度正在不断的增加，平均矿井采深以大约8～12m/年的速度持续增加着。

而深部开采存在着地应力高、岩溶水压高以及地温高等特点，对矿井进行深部开采很容易使得巷道出现明显变形并面临着支护困难等问题。

因此，要对高应力软岩巷道的支护技术进行深入的研究，以求提高煤炭的开采速度以及安全性，并降低支护所需的成本。

1 国内外高应力软岩支护技术概况软岩指的是具有松脆、膨胀以及出现风化现象等的岩层，其具有十分不稳定的特点，并且矿压显现较为明显。

当在软岩中进行采掘活动时常常会出现较大的变形，有的变形甚至达到几米。

软岩巷道所面临的支护问题对于各个国家的采矿界来说都是一个技术难题。

部分西欧国家对于高应力软岩的巷道支护问题运用“新奥法”理论，将不同断面的矿用型钢设计为可缩性金属支架，而像俄罗斯、土耳其等国家则仍然运用多种不同类型的金属支架来对高应力软岩巷道支护问题进行处理。

然而，这些进行支护的方式往往都存在一定程度的局限性：首先，这并不能从根本上来解决高应力作用下的巷道支护问题；其次，这些支护方式都存在着施工十分复杂的问题，并且一但原有的巷道支护遭到破坏再进行支护的修护就会更加困难；最后，运用这些支护方式都面临着成本较高的问题。

在美国以及澳大利亚等国家则运用以锚杆为主要组成的支护体系，体系中包括高强、超高强锚杆、组合锚杆以及全长锚固锚杆等形式，并且还推出锚索来对支护材料的强度进行提高，还能够增强锚固着力点所能到达的深度。

深井高应力软岩回采巷道支护对策分析深井高应力软岩回采巷道支护对策分析[摘要]本文通过对一般回采巷道支护效果的分析与研究，对现今高应力软岩回采巷道支护方式中存在的缺乏之处进行了总结，并就在低围岩状态下，高应力软岩回采巷道具有的特殊变形破坏性进一步的解析，针对回采巷道中存在的问题提出了有效的解决对策。

中图分类号：TE245 文献标识码：A 文章编号：1009-914X40-0178-01随着我国加大了对煤矿的的需求与开采，浅部煤矿资源正日渐枯竭，加之开采深度的愈大，地应力水平也就愈高，有一些在浅部低应力环境下呈硬岩特征的岩石，到了深部高应力的环境下那么就转换成为了难支护的软岩，成为高应力软岩类型。

虽说像德国、英国等产煤大国已经有了很多关于深部开采的经验，但是也都未对高应力软岩工程总结出有效的支护方式。

本文就对目前在高应力软岩回采巷道支护中的缺乏之处进行了分析，并提出相应的解决对策一.深井高应力软岩回采巷道支护存在的问题分析随着煤矿开采深度的增加，覆岩自重压力及构造应力也随之增大，普遍使用的锚杆支护或者是工字钢棚支护方式愈加难以控制，由于深井高应力围岩软化等都会引起变形或者是破坏的问题，主要表现在以下几个方面。

第一，使用工字钢棚支护时，在初期时支架对围岩形成的约束力不大，无法对其变形进行控制，造成较大的松动范围；在后期时支架更是难以承受围岩变形对其施加的压力，因此导致发生棚梁弯曲、下沉，支护失效，巷道断面减小等各种问题，影响到运输、通行的平安。

第二，如果使用常规的锚杆支护，它本身的围岩自承圈厚度就很小，通常来说只有600mm，无法与较大的围岩压力相抵抗。

第三，由于受到构造应力或者是高应力的极大影响，在巷道结构中比拟薄弱的地方会首先出现变形、围岩松动等情况，继而由于受到破坏形成破碎区，随着破碎区逐渐的开展会造成围岩自承圈受损。

当深井高应力软岩巷道使用的是常见的锚网支护时，它本身就对围岩外表没有较强的约束力，无法对围岩的局部破坏神之破碎区的逐渐开展进行遏制，因此导致围岩破坏。

高应力软岩条件下金矿巷道支护研究与实践摘要:随着矿山开采深度的不断增加,井下巷道将处于更高的地应力环境中,尤其在地质构造活动强烈的地区,井下巷道支护及稳定性更加难以保证。

研究高地应力软岩环境下巷道科学的支护方式是保证金属矿采掘深部矿层的关键。

因此,就高应力软岩的基本概念及形成条件进行了讨论,在掌握高应力软岩巷道的变形特征和支护原理的基础上,并以河南嵩县萑香洼金矿区井下高应力软岩巷道支护为对象,对三种不同的支护方式进行了研究与实践,结果表明预留刚隙柔层支护方式为最佳的适合高应力软岩条件下的巷道支护方式。

关键词:高应力软岩巷道巷道支护预留刚隙柔层支护随着萑香洼金矿区服务年限不断增加,矿区采矿逐步由地表浅部向深部转移。

随着开采深度的不断增加,井下巷道将处于更高的地应力环境中,尤其在地质构造活动强烈的地区,残余构造应力比较大,岩石的力学性质也发生了变化,结果给矿区巷道支护及稳定性带来了很大的难度,从而成为制约企业向深部开采的瓶颈。

因此,研究高地应力软岩环境下巷道科学的支护方式是保证矿井采掘深部煤层的关键,本文以河南嵩县萑香洼金矿区高应力软岩巷道为研究对象,对其支护方式进行了研究与实践,获得了适合该条件下巷道的最佳支护方式,可为同类巷道的支护和维护所借鉴。

1 高应力软岩形成条件长期以来岩石力学与工程界仍未就软岩的概念达成共识,文献[1]认为,在高地应力区经常遇到一类特殊岩体,当其处于地表浅部或低地应力条件下,岩体显示出较坚硬的特征；处于高地应力环境时,当围压较低时,岩体尚具有较高的强度和弹性模量,当围压较高时,则岩体表现出“软岩”特征。

一般而言,高应力软岩的形成有如下几个原因。

(1)组成高应力软岩的大多数岩石均为较坚硬的岩石,单轴饱和抗压强度R≥25MPa。

(2)岩体较破碎,其强度和弹性模量相对较低,流变性较强。

因为高地应力环境使开挖前的岩体处于高围压环境,岩体结构面处于闭合状态,是稳定的,且有一定的强度和模量；开挖后围岩处于低围压环境,结构面不闭合,岩体强度和模量较低。

《高应力软岩巷道置孔释压支护理论与技术研究》篇一一、引言在采矿工程、隧道建设及地下工程建设过程中，软岩巷道的支护问题一直是重要的研究课题。

随着地下工程的不断深入，高应力软岩巷道支护难度逐渐增大，如何有效解决其支护问题成为当前研究的热点。

置孔释压支护技术作为解决高应力软岩巷道支护难题的一种新方法，具有显著的理论和实际应用价值。

本文旨在研究高应力软岩巷道置孔释压支护的理论与相关技术，以期为工程实践提供理论支持和指导。

二、高应力软岩巷道特性分析高应力软岩巷道由于地质环境复杂，往往具有较高的应力、复杂的岩石性质及较低的岩体强度等特点。

这使得传统的支护方式在应对高应力时往往力不从心，容易导致巷道失稳、塌方等安全事故。

因此，需要对高应力软岩巷道的特性进行深入分析，为后续的置孔释压支护技术提供依据。

三、置孔释压支护技术理论置孔释压支护技术是通过在巷道内部合适位置设置钻孔，通过释放岩体内部的应力能量，达到降低巷道围岩应力的目的。

该技术理论主要包括以下几个方面：1. 钻孔布置理论：根据高应力软岩巷道的实际情况，确定合理的钻孔位置、数量和深度等参数，使钻孔能够有效地释放围岩内部的应力能量。

2. 岩石力学原理：基于岩石的力学性质和变形特性，分析钻孔对围岩应力的影响，为置孔释压支护技术的实施提供理论支持。

3. 能量释放机制：研究钻孔过程中围岩应力的变化规律，分析钻孔如何通过释放能量降低围岩的应力水平。

四、置孔释压支护技术方法与实施步骤1. 前期准备：对高应力软岩巷道进行地质勘查和围岩性质分析，确定合适的钻孔位置和参数。

2. 钻孔施工：采用合适的钻机进行钻孔施工，确保钻孔的位置、数量和深度等参数符合设计要求。

3. 注浆加固：对钻孔进行注浆加固，以提高围岩的强度和稳定性。

4. 支护结构施工：根据设计要求，在置孔完成后进行支护结构的施工。

可采用U型钢支架、锚杆等支护结构进行加固。

5. 监测与维护：对支护结构进行实时监测，确保其稳定性和安全性。

软岩巷道施工作业中支护问题浅析摘要：随着矿井开采规模的加大, 矿井开采向纵深化发展, 软岩巷道施工与支护问题日益突出, 一直严重困扰着矿井的安全生产，文中对巷道施工作业中支护问题进行了探讨。

关键词：软岩巷道深部开采施工作业支护问题前言近年来，随着矿井开采深度的加大，矿井深部岩层地应力亦加大，越来越多的巷道掘进支护工程尤其是软岩巷道支护技术越来越难。

面临着复杂的应力环境，支护方案的选取和确定不够科学、合理的支护，常会造成巷道出现前掘后修、多次翻修，造成支护成本加大；冒顶、片帮等致使巷道维修周期逐渐缩短等问题。

这些都制约着矿井开拓延深，给矿井深部开采安全带来威胁，因而对深部岩层软岩工程支护技术的研究愈来愈重要。

一、软岩巷道支护原理松软岩层巷道支护应充分利用和发挥软岩自承能力，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，搜集设计信息，使支护体系和施工工艺过程不断适应软岩变形的活动状态，以达到控制软岩变形，维护巷道稳定的目的。

首先，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软岩、提高软岩自承能力相结合，与软岩变形及强度相匹配；其次，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，对软岩要可靠支护。

另外要进行软岩变形量测，准确地掌握软岩变形的活动状态，根据量测结果确定二次支护结构的参数，确定补强时间。

二、软岩巷道施工影响因素1、软岩强度低且层理、节理发育。

在构造应力条件下，巷道软岩不但破裂范围大，而且软岩的碎胀性表现得更为显著，造成巷道掘出后初期变形严重，主要表现在顶板下沉、帮内移、底鼓、砼开裂等，影响巷道无法正常使用。

2、软岩的长期流变性。

原支护形式不合理，采用传统的浅部线性设计理论，支护强度弱，巷道在软岩自身的流变性能下，支护形式若采用单一的锚喷支护，上部覆深部岩层破裂大，造成大面积顶板离层，下沉量偏大，导致巷道持续变形不能稳定，诱发巷道垮冒失稳现象的发生。

浅析软岩巷道支护原理与控制技术摘要：随着矿井开采向深部延伸，原岩应力与构造应力不断升高，使得高应力软岩巷道围岩稳定性控制问题成为困扰煤矿安全生产的主要难题。

通过阐述软岩的特性和软岩巷道支护技术，表述了软岩的多样性，在微观上存在差异性，因此构成的软岩巷道的复合型变形力学机制类型存在多样性。

说明了软岩巷道支护技术原理和支护原则，并从非线性力学设计介绍新的支护方式。

关键词：软岩巷道；支护原理；支护技术软岩巷道在我国分布广泛，随着煤矿开采深度的不断增加，井下煤矿巷道将处于更高的地应力环境中，尤其在地质构造活动强烈的地区，井下巷道支护及稳定性更加难以保证。

软岩巷道围岩软弱，强度低，具有膨胀性埋深大，地应力水平高。

采动荷载作用大变形、高地压、难支护变形时间长、量大、速度快，破坏程度高，传统支护失败。

深部软岩巷道显现出显著的大变形、高地压、难支护特点。

1、软岩巷道支护原理我国软岩巷道支护理论早期有于学馥提出的“轴变论”理论，冯豫、陆家梁等在“新奥法”基础上提出的联合支护理论。

在此基础上孙钧、郑雨天等提出的锚喷——弧板支护理论，后来中国矿业大学董方庭提出的松动圈理论和方祖烈提出的主次承载支护理论。

1.1 提高围岩自撑能力围岩暴露后，要立即架设临时支架，临时支架要有较大变形能力和支撑能力，并作为永久支护一部分，与永久支护联为一体共同抵抗地压，当采用锚喷做临时支护时，最好选用可拉伸锚杆或柔性喷层，用一定手段把围岩残余强度与支护形成一体，提高围岩自撑能力和自稳时间。

1.2 永久支护应是封闭型结构，关键是控制底鼓巷道开凿后，由于施工方法和工艺限制，一般往往不注重底拱封闭时间和施工质量，底板封闭又属隐蔽工程，造成质量低劣、间隔时间长，这正是软岩巷道支护上的薄弱环节，巷道受力后，多先在底板处失稳，然后向上扩展。

当永久水沟形成时，由于排水影响更容易造成底板强烈变形和应力重新分布，最后导致巷道变形严重或破坏。

因此施工过程中，底拱质量好坏是关键问题。

五矿三水平高地应力软岩巷道支护对策第三建井工程处陈建军张自新内容提要针对五矿三水平软岩巷道破坏机理的分析、研究，总结出软岩巷道压力显现的规律和特点，阐述了采取锚网喷及锚索联合支护技术、施工方法和管理方法，通过改进施工工艺和采取超前支护技术，提高了对围岩的支护及时性，控制了巷道有害变形，取得了良好的支护效果。

关键词高地应力软岩巷道支护技术施工工艺1 问题来源五矿三水平-650m己三轨道下车场设计净宽4.8m，净高4.1m，半圆拱形断面。

该巷在穿过己14煤层顶底板段，原设计支护形式为锚网喷。

于2003年底前采用锚网喷支护形式通过。

3个月后，由于巷道变形进行了锚索加固支护，变形速度有所减缓，但仍持续发生变形破坏。

目前该巷变形最严重处由原宽度4.8m缩小到2.8m，变形量高达2m，巷道其它各处皆遭不同程度的破坏，现仍处于变形过程中，见观测变形曲线图1。

为解决五矿己二采区轨道下山过该岩层段的支护问题，我处在2004年初与集团公司签订了《五矿三水平高地应力软岩支护对策》科研攻关项目合同，组织攻关，以寻求深井软岩下山巷道支护的可行办法。

2 工程概况及地质水文概况2.1 工程概况五矿三水平己二采区轨道下山标高为-650~-800m，巷道设计全长960m，下山坡度9°，半圆拱形断面：B×H=4.6×3.8m，掘进断面16.7m2，净断面15.2m2，原设计支护形式为锚网喷；φ20mm×2200mm 普通螺纹钢树脂锚杆，间排距700mm×700mm，φ4mm冷拔丝网，网孔规格80mm×80mm，Z2335树脂药卷，有效锚固长度1.2m，喷厚120mm。

2.2 水文、地质情况巷道沿己14煤层（厚度400mm）布置，岩层倾角8~11°，己14煤层顶、底板岩性为泥质，节理发育，结构面光滑，易风化，无含水。

己14煤层顶板泥岩厚度8m，直接顶为厚度4m左右的细砂岩及砂质泥岩互层，整体性好，成层稳定。

高应力软岩巷道变形破坏特征及让压支护机理研究一、本文概述本文旨在深入研究高应力软岩巷道的变形破坏特征以及让压支护机理。

作为一种特殊的地质工程问题，高应力软岩巷道的稳定性问题在矿山开采、地下工程建设等领域中广泛存在，对于保障工程安全、提高开采效率具有重要意义。

本文首先对高应力软岩巷道的变形破坏特征进行系统的归纳和分析，包括巷道变形破坏的类型、影响因素及其作用机制等。

在此基础上，深入探讨让压支护机理的理论基础和应用实践，分析让压支护在高应力软岩巷道中的适应性及其作用效果。

本文还将结合具体的工程案例，对让压支护的设计原则、实施方法以及效果评估进行详细阐述，以期为高应力软岩巷道的稳定性控制提供理论依据和技术支持。

通过本文的研究，不仅可以深化对高应力软岩巷道变形破坏规律的认识，还可以为相关领域的工程实践提供有益的参考和借鉴。

二、高应力软岩巷道变形破坏特征分析高应力软岩巷道是地下工程中常见且具有挑战性的一种工程环境。

由于其特殊的物理力学性质，这类巷道在受到高应力作用时，常常会出现明显的变形和破坏现象。

本文将从多个方面对高应力软岩巷道的变形破坏特征进行深入分析。

高应力软岩巷道的变形破坏往往呈现出明显的时效性。

由于软岩的流变性质，巷道在受到高应力作用后，其变形量会随时间持续增大，甚至可能导致巷道的长期失稳。

这种时效性的变形破坏特征使得巷道维护变得更为复杂和困难。

高应力软岩巷道的变形破坏还表现出明显的空间效应。

由于巷道周围的应力分布不均，不同位置的变形破坏程度和形式也会有所不同。

例如，巷道两帮可能会出现明显的片帮和挤出破坏，而巷道顶部则可能出现冒顶现象。

这种空间效应的变形破坏特征要求我们在进行巷道支护设计时，必须充分考虑巷道的空间受力状态。

高应力软岩巷道的变形破坏还受到多种外部因素的影响，如地下水、温度等。

这些因素的存在会进一步加剧巷道的变形破坏程度，使得巷道维护更加困难。

因此，在进行巷道支护设计时，我们还需要充分考虑这些外部因素的影响。

浅谈软岩巷道支护技术及措施的研究摘要：软岩巷道支护都是煤矿建设与生产所面临的重要问题之一。

通过对软岩巷道支护原理、软岩巷道支护中存在问题的分析，提出了以"架棚+锚网+注浆"。

三位一体的巷道支护技术方案，并针对不同围岩性质分析了相应的支护技术。

实践证明，该技术在软岩巷道支护中的应用不仅有效增强了巷道的稳定性，而且降低了巷道的维修量。

关键词：巷道；软岩；支护技术软岩巷道岩体强度低、围岩松动范围大，要想保证正常生产以及巷道稳定，就必须采用科学合理的支护方案和支护对策，以对各种围岩特性进行适应和改善，从而取得经济上合理、技术上可行的效果。

软岩层的胶结程度差，且具有流变、膨胀等特性。

因此，对软岩巷道支护技术进行研究对增强巷道的稳定性，保证正常生产具有非常重要的意义。

1 软岩巷道支护机理通过对工程现场巷道变形情况的观察以及软岩变形的基本特点可知，软岩受围岩应力的作用，产生了较为复杂的变形方式，故而，软岩巷道支护设计面临着更高的挑战。

为了保证软岩的极限承载力，一般在软岩巷道支护设计过程中禁止围岩处于塑性状态。

围岩应力状态会因煤矿开采而发生改变，而为了保证围岩的承载能力就必须对围岩进行加固，也就是为巷道提供一定的支护。

若围岩在巷道挖掘后而受到的各应力（静水压力、重力、构造应力、土压力等）合力为P合，当对软岩巷道进行支护之后，P合是指支护结构提供支撑力、围岩的自撑力和围岩变形而产生工程力三者的合力。

因此，当围岩应力状态发生改变时，围岩难免会出现一些塑性区域，而想要降低塑性力对围岩造成的危害，就可以借助提供支撑力和变形空间的方式来实现[1]。

2 软岩巷道施工支护的难点煤矿软岩巷道的支护，特别是软岩回采巷道支护属于煤矿的一项重大难题，之前实施的支护从理论认知和支护技巧上都面临着相应的困难，体现在：（1）围岩的破坏和变形。

支护属于一个过程，要想确保围岩变形过程和此过程的统一，务必有效地把握围岩的变形机理，只有以此作为前提条件，才可以选用适宜的围岩支护参数、支护类型，支护时机等。

高应力-膨胀型软岩巷道变形破坏机理与支护研究的开题报告一、研究背景与意义巷道的安全性、稳定性以及寿命关键取决于设计、建造和支护，尤其是在复杂的软岩围岩中。

高应力和膨胀型软岩巷道的变形和破坏主要由于下列因素引起：软岩围岩可挤性和收缩性大、强度低、内部孔隙变形和岩体蠕变，以及支护刚度和强度不足。

因此，深入研究高应力和膨胀型软岩巷道变形破坏机理和支护对其极其重要。

二、研究目的本研究旨在通过对高应力和膨胀型软岩巷道变形破坏机理的深入研究，探索合理有效的支护技术，提高该类型巷道的安全性、稳定性和在岩石挖掘中的应用。

三、研究内容和方法（1）分析高应力和膨胀型软岩巷道变形破坏机理。

主要从软岩围岩可挤性和收缩性、强度低、内部孔隙变形和岩体蠕变角度分析其发生的原因和机理，并探究异径圆钢筋网支护技术对其影响。

（2）设计野外试验，验证理论分析结果。

选定某高应力软岩巷道进行野外试验，进行变形监测和支护效果评估，以验证论文分析结果。

试验内容包括支护结构设计、应力变形测试和巷道稳定性评估。

（3）基于试验数据，优化支护方案并提出优化建议。

通过野外试验数据进行分析，在原有支护方案的基础上，提出优化方案并形成建议，为高应力和膨胀型软岩巷道支护技术提供参考和实践指导。

四、预期成果（1）深入了解高应力和膨胀型软岩巷道变形破坏机理，为后续研究提供基础和方向。

（2）提出有效支护技术，并通过野外试验进行验证，为高应力和膨胀型软岩巷道施工提供支护方案推荐。

（3）为岩土工程领域中的软岩巷道工程提供技术指导，从而提高其施工质量、使之规范化、高效化和安全化。