大埋深岩巷掘进软岩支护技术研究与应用

深井高应力软岩岩巷支护技术研究作者：任勇杰王庆伟冯刚来源：《科技创新导报》 2015年第13期任勇杰王庆伟冯刚(山东能源新矿集团山东新泰 271233)摘要：该文重点针对新汶矿区埋深大、高地应力带来的巷道支护难题，研究新汶矿区深井高应力软岩巷道支护技术。

首先通过地应力测试和围岩分类为选择合理的支护方式提供依据，通过选择合理的断面形状提高岩巷承载能力，通过优化巷道布置，研发高强锚杆、锚索、高强W钢带等深部巷道支护材料，采用高强锚杆一次支护、联合支护、让压支护、钢管混凝土支架强力支护等多种支护方式确保了深井高应力岩巷及大断面硐室支护安全。

关键词：深井高应力岩巷支护技术中图分类号:TD353文献标识码：A 文章编号:1674-098X(2015)05(a)-0009-02随着煤炭资源的不断开采，浅部资源量逐渐减少，我国东部矿区煤矿开采深度以每年10～25 m的速度迅速增加，东部多数矿井已经进入深部开采时代。

新矿集团目前有8对矿井采掘深度超过1000 m，有4对最大采深超过1200 m属超深井开采。

集团公司最大回采深度达到1280 m，最大掘进深度达到1501 m。

目前新矿集团老区矿井有效可采储量有44%在千米以下。

深部高地应力造成巷道支护困难，特别是深部岩巷，由于服务年限长，后期巷道围岩破坏严重，巷道失修率不断增加。

1 深井高应力巷道支护困难随开采深度增大,地应力显著增大, 矿压显现强烈，巷道变形量明显增大，给生产系统安全运行带来严重问题。

个别矿井最大水平应力达到39.13 MPa。

由于地应力的升高，在浅部相对较硬的围岩,到达深部后成为“工程软岩”,表现出强烈的扩容性和应变软化特征,巷道岩体强度降低,巷道与支护体破坏严重,半圆拱岩巷表现为拱部以上巷道变形严重，失去原有的拱形特征，最大变形量超过0.9 m；煤巷半煤巷主要表现为顶板下沉、底板鼓起、帮部鼓出，据部分统计,深部巷道实际返修比例高达90%以上。

当代化工研究99Modern Chemical Research丿丿2019•06技术应用与研究深井软岩巷道支护技术研究*刘廷（汾西矿业正佳煤业有限责任公司山西041399）摘要：正佳煤矿巷道围岩属于软岩巷道，巷道掘进支护后围岩变形量大，且难以控制，基于此，笔者在对巷道破坏影响因素分析的基础上，对矿井的软岩巷道支护方案进行了设计，并对巷道支护效果进行监测分析，结果表明：采用锚网索喷支护+底板采用注浆锚杆联合支护方式进行巷道支护在控制围岩变形和治理软岩巷道底臓等方面具有良好的效果”关键词：煤矿；软岩巷道；底鼓；围岩控制中图分类号：T文献标识码：AStudy on Support Technology of Soft Rock Roadway in Deep MineLiu Ting(Fenxi Mining Zhengjia Coal Industry CO.,LTD.,Shanxi,041399)Abstracts The surrounding rock of Z hengjia Coal Mine roadway belongs to soft rock roadway,and the deformation of s urrounding rock after roadway excavation and support is large and difficult to control.Based on the analysis of i nfluencing f actors of r oadway damage,the author designs the supporting scheme of s oft rock roadway in mine,and monitors and analyses the supporting effect of r oadway.The roadway support with bolt-mesh-cable-shotcrete support and f loor combined with grouting-bolt support has good effect in controlling surrounding rock deformation and controlling floor heave of s oft rock roadway.Key words：coal mine；soft rock roadway；floor heave\surrounding rock control1•矿井概况正佳煤矿巷道围岩属于I类软岩，矿井主采的煤层为3号煤层，埋藏深度在600〜800m之间，平均深度在700m,矿井属于深部开采矿井，地应力较高。

深部矿井软岩巷道布置及支护技术研究摘要：大采深矿井最大的特点就是矿压大，地质条件复杂，支护难度大，特别是对于深部软岩巷道的支护，一直是近年来煤矿技术工作者研究的重点。

软围岩强度和稳定性较差，在开采扰动和较大的矿压作用下易发生变形和破碎，巷道维护工作量很大，对深井煤矿开采带来了很大影响。

生产实践证明，对于大采深软岩巷道，某种单一的支护方式是难以起到有效支护作用的。

对此应采取“锚、网、索、喷”联合支护的方式，以维持大埋深巷道掘进软围岩的稳定。

关键词：深部矿井；软岩巷道；布置；支护软岩是地质岩体的中的一部分，是特定环境下的具有显著塑性变形的复杂岩石力学介质。

按照软岩的自然特性和工程力学作用下的变形机理，软岩可分为以下几类：即节理化软岩、高应力软岩、膨胀性软岩和复合型软岩。

相比于硬岩，软岩具有更强的可塑性、膨胀性、崩解性、流变性和易扰动性特征，软岩不仅质地松软、强度低，而且易于受到风、水、开采扰动等因素的影响而发生软化、膨胀、裂隙和变形，物理特性不稳定。

软岩的以上特性给软岩巷道的掘进和支护带来了很大的困难，特别是在大采深、高地应力的作用下，巷道围岩易产生失稳变形，掘进期间易出现冒顶和片帮。

1软岩的工程特性1.1软岩的力学属性软岩中泥质矿物成分和结构面决定了软岩的力学特性。

显示出可塑性、膨胀性、崩解性、流变性和易扰动性的特点。

软岩的膨胀性质是在物理、化学、力学等因素的作用下，产生体积变化的现象，其膨胀机理有：内部膨胀、外部膨胀和应力扩容膨胀三种。

工程中的软岩膨胀为复合膨胀形式。

1.2软岩的临界载荷随着应力水平的提高，特别是围压的增大，岩石产生的塑性变形明显增加，使得在低应力水平下表现为硬岩特性的岩石，在提高了应力水平下显示出显著的塑性变形。

1.3软岩的临界深度与软化临界荷载相对应，岩石亦存在着一个软化临界深度。

对给定矿区，软化临界深度也是一个客观量。

当地下工程埋深大于软化临界深度时，围岩出现大变形，大地压和难支护现象；当地下工程埋深小于该临界深度时，则围岩的大变形，大地压现象消失，巷道支护容易。

煤矿巷道掘进和支护技术的运用贾刚（陕西省铜川市铜川矿业公司玉华煤矿，陕西铜川727015）摘要：随着科学技术的不断发展，带动采矿业的快速发展。

在实际煤矿开采过程中，煤矿巷道掘进和支护是最为关键的步骤。

如果因为工作环境差，在施工过程中出现进度过快或者支护不合理的现象，就会造成煤矿巷道发生倒塌。

基于此，为了保障煤矿巷道安全可靠性和支护技术的时效性，需采取更为创新的支护技术。

本文对煤矿巷道掘进和支护技术的现状和重要性进行详细介绍，从煤矿巷道掘进和支护技术的运用方面对煤矿开采安全提出建议，从而确保煤矿工程可以安全稳定进行运作。

关键词：煤矿巷道；掘进施工；支护技术中图分类号：F406.3;TD353文献编制码：B文章编号：1008-0155（2019）16-0025-01煤矿开采的关键步骤是巷道掘进和支护,同时这也是影响煤矿开采能否顺利进行的重要因素。

在煤矿开采过程中，对巷道掘进和支护具有非常高的专业要求。

由于巷道掘进和支护是影响煤矿开釆效益和安全性的重要原因，因此需要高度®测要求要选取合适的掘进设备，并对煤矿开釆现场施工进度进行严格把控,与此同时将施工方法和施工环境相结合，从而寻找合适的巷道掘进和支护的方法，促进煤矿开采工作的顺利进行％1煤矿巷道掘进和支护技术现状和重要性1.1煤矿巷道掘进和支护技术现状由于我国科学技术的快速发展,使得人们越来越重视资源的开发和利用,尤其是煤炭资源的开发。

就煤炭开釆来讲,煤矿的巷道掘进和支护技术是整个煤炭开釆的中心技术。

我国煤矿业受到复杂多样的地理环境、缺少人才和缺乏先进的技术设备的影响，使得我国煤矿开釆难度增大，这就需要提升煤矿开釆技术。

现如今，煤矿巷道的组织结构取代了传统的岩石集中分布组织方式，而是采用准巷道和开釆巷道相结合的办法，进一步提高巷道掘进技术的发展。

巷道掘进有综合机械掘进法、掘锚式法和整体化流水线法三种。

综合机械掘进法通常对设备要求极高，因此该方法成本费用较高。

探析采矿工程巷道掘进和支护应用陈敏摘要：随着社会经济及科学技术的不断发展，特别是各项技术的应用为人类带来了巨大便利，而这一便利也被应用在了采矿行业。

煤矿巷道是开采过程中重要的开采运输通道，同时也是保证煤矿开采安全及高效的关键。

一旦煤矿巷道出现问题，那么会对整个煤矿开采作业造成严重影响，轻则影响开采作业的正常进行，造成不必要的经济损失；重则危及作业者生命安全，造成重大事故。

基于此，本文对采矿工程巷道掘进和支护应用进行研究，以供参考。

关键词：采矿工程；巷道掘进应用；支护应用引言对于现在的采矿工程来说，为了更好地保障整项工作的运行安全，首先要保证采矿施工的安全。

但是在巷道掘进技术的使用当中，在一定的程度上也保证整个工程的安全，还需要充分的使用这项技术，充分的了解巷道掘进技术的要点，根据实际的情况，来确定支护技术。

并且有针对性地选取支护的类型，这样才能够保证施工的正常进行。

1采矿工程巷道掘进的含义采矿工程中实施巷道挖掘工作有多种多样的方式，譬如锚喷联合开挖、大断面连续开挖、综合机械化开挖等，挖掘方式的不同使得装备器械、施工要点也存在极大的差异性。

在采煤机和挖掘机发展的过程中衍生出一种新的系统，即挖掘与错定一体化的系统，它可以使锚具在挖掘工程中被协调地运用，提升挖掘工作的效率。

所以，它能在采矿工程中被大量运用，大断面连续开挖指的是运用专业的挖掘设施实行挖掘任务，连续或间接性的进行运输；综合机械化开挖则是指使用机械化掘进系统，即通风除尘设施、掘进机、输送机组合而成的系统实施挖掘工作，施工过程中，应结合隧道施工的需求，使用合适的、可实现功能的挖掘机型号，与此同时，为了确保挖掘工作开展得足够顺利，采矿方要了解挖掘方式的不同运用的场景也不尽相同，分析采矿工程的地质环境，按照实际情况运用相应的挖掘方法。

2采矿工程巷道掘进和支护技术中的影响因素2.1巷道围岩强度因素巷道的稳定性与围岩强度息息相关，为了可以形成对巷道的良好支护和支撑，需要经过勘察并结合围岩强度进行支护技术的合理采用。

深部软岩工程的研究进展与挑战一、本文概述随着地下工程建设的不断深入，深部软岩工程逐渐成为土木工程领域的研究热点。

深部软岩工程涉及地质环境复杂、工程条件多变、施工难度大等诸多问题，其研究进展与挑战对于地下工程建设的安全与稳定具有重要意义。

本文旨在综述深部软岩工程的研究现状，分析当前面临的主要挑战，并提出相应的研究展望，以期为相关领域的研究人员和实践工程师提供参考和借鉴。

我们将对深部软岩工程的基本概念、特点及其在工程实践中的应用进行简要介绍；我们将重点回顾深部软岩工程在岩石力学特性、工程稳定性分析、支护结构设计等方面的研究进展；我们将探讨深部软岩工程目前面临的主要挑战，包括地质环境的不确定性、施工技术的局限性以及工程安全性的保障等，并提出相应的解决策略和发展方向。

通过本文的阐述，我们期望能够为深部软岩工程的研究与实践提供有益的参考和启示。

二、深部软岩工程的特性与挑战深部软岩工程是一种特殊的岩土工程，其特性与挑战主要体现在以下几个方面。

深部软岩的工程特性复杂多变。

由于软岩通常具有低强度、高变形性、低渗透性等特点，使得在深部开采过程中，岩石的物理力学性质发生显著变化，给工程设计和施工带来极大困难。

同时，深部软岩还常常伴随着高地应力、高地温、高水压等极端环境，这些环境因素会进一步加剧软岩的变形和破坏，使得工程稳定性问题更加突出。

深部软岩工程面临着诸多技术挑战。

在深部开采过程中，由于软岩的强度和稳定性较差，易发生大变形和破坏，因此需要采取一系列特殊的技术措施来确保工程的顺利进行。

例如，需要采用高强度支护结构来承受地应力和水压的作用，采用注浆加固技术来提高软岩的强度和稳定性，采用地下水控制技术来降低水压等。

这些技术措施的实施需要综合考虑多种因素，如地质条件、工程规模、施工环境等，因此具有一定的技术难度和复杂性。

深部软岩工程还面临着诸多环境挑战。

在深部开采过程中，由于岩石的破坏和地下水的排放，会对周边环境产生一定的影响，如地面沉降、水体污染等。

煤矿井下软岩巷道施工支护技术研究应用摘要：在我国煤矿底层中软岩分布广泛，煤炭储量在1000M以下的占比55%左右，随着我国开采深度的增加，我国大部分矿井巷道基本岩层结构多为软岩，深部巷道受高应力和高温度等影响，容易出现开采困难和巷道明显变形的问题，为解决软岩巷道下出现的巷道围岩变形大、稳定性差的问题，软岩支护成为困扰我国煤矿生产的问题之一，软岩巷道支护措施不当易造成巨大的返修量，还使得整个矿区陷入困境，因此，做好巷道软岩支护工作是煤矿矿井采掘工作的关键。

关键字：煤矿井下；软岩巷道施工；支护技术；研究应用1软岩的特性1.1软岩的临界荷载临界荷载是软岩固有的一种物理属性，通过软岩的工程力学实验表明：当软岩外部压力低于临界荷载时，岩体内部结构不会发生明显改变，整个岩体呈现出相对稳定的状态，力学曲线保持平直；随后，人为增加岩体外部工程压力，使压力逐渐趋近于临界荷载，则岩体内部预应力增加；通过继续增加工程压力，当工程压力超过软岩的临界荷载时，岩体就会发生明显的变形特性。

1.2软化临界深度临界深度与临界荷载是一组相互对应的概念，从两种软岩特性的支护应用上来看，临界深度更能反映软岩的塑性变形情况：在巷道位置较浅的情况下，软化临界深度较小，软岩不会出现明显的变形，此时开展软岩巷道的支护施工较为简单；但是当巷道位置达到软化临界深度时，围岩会产生大的塑性变形，并伴随有支护难、大地压等问题。

相关技术人员应当在岩体软化临界深度之前开展支护施工，以便于降低工作难度，保证支护施工质量。

2巷道变形的原因和支护原理2.1软岩巷道变形的原因煤矿开采中面临的一大难题是在高应力作用下的软岩巷道有效支护方式，巷道顶板的不稳定情况会影响到巷道顶板的稳定性，巷道两边的移动或顶板下沉容易导致巷道断面收缩，使得两帮的变形更加严重，从地板岩层方面的受力情况看，巷道地板处于未支护状态，随着巷道的不断挖掘，原本作用于地板岩层上的应力会恢复弹性，但水平应力却增加，会出现变形的情况；若挖掘的方向处于倾斜状态，巷道顶板的岩层会受到较大水平应力影响，出现顶板破坏的现象。

煤矿巷道支护技术的研究与应用【摘要】本文介绍了煤矿巷道支护技术种类，分析了当前煤矿巷道支护现状与存在的问题，重点阐述煤矿巷道锚杆支护技术的应用。

实践表明，锚杆支护已经成为我国煤矿巷道首选的、安全高效的主要支护方式，在煤矿巷道掘进生产过程中发挥着重要的作用，十分显著的提高了巷道支护效果，保证了采煤工作面的安全、快速推进，并有效地促进了煤炭产量的大幅度增长。

【关键词】煤矿巷道支护锚杆支护1 煤矿巷道支护技术的种类煤矿巷道支护技术可分为多种，按照支护对围岩的作用方式来划分，可将其分为四种：首先，一种是可以改善巷道围岩力学性质的；一种是作用在巷道围岩表面的；一种是同时作用在巷道围岩表面和围岩内部的；一种是降低巷道应力的。

其中，砌碹支护技术就是属于作用在巷道围岩表面的支护技术，也是一种应用很早的技术，目前一些矿井中仍然在使用，但一般也只能用于特殊巷道和硐室。

棚式支护曾经在煤矿巷道中占有主要的地位，被广泛应用，但随着矿井的不断加深和地质条件复杂性的提升，其逐渐被锚杆支护所代替。

锚喷支护性能优越，是首选的岩巷支护技术，同时锚杆支护技术也成为了主要的支护方式。

应力控制技术属于能够降低巷道应力的支护技术，但由于其复杂性，并未得到广泛的应用。

当前应用最为广泛的还是锚杆支护技术。

2 当前煤矿巷道支护现状与存在的问题2.1 锚杆支护技术发展状况就目前看来，我国的不少煤矿开采的深度已达到1000余米之上，不仅仅开采深度大，而且地质构造及其复杂，存在矿井灾害发生的可能性，给煤矿的开采带来了很大的困难。

但在不断地技术改革和大量的资金投入，新型的技术和材料被应用到巷道支护中，为煤矿巷道支护技术提供了很大的保障。

目前，就应用范围而言，锚杆支护技术已经由稳定的岩层、静压巷道、全岩巷道发展到了松软破碎岩层、动压巷道、采区煤巷；就锚杆的种类而言，也有了很大的改善，从木锚杆发展到了多种多样的金属锚杆；就支护形式而言，锚杆支护的形式由单一的锚杆支护发展到现在的锚网带及锚索等多种方式联合支护。

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。