煤矿软岩巷道控制原理与支护技术

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煤矿软岩巷道支护技术

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。

浅议软岩巷道支护技术

【关键词】软岩巷道；变性特征；压力特、锚喷一弧板支护理论、松动圈理论以及高预应力、强力支护理论，其中联合支护理论、松动圈理论应用较广，高预应力、强力
支护是本世纪初我国学者提出来的支护理论，在条件适宜时也可以应用。应用联合支护理论和松动圈理论作为理论基础时，在具体操作时下面几点值得注意。３．１选择合理的巷道断面由于松软岩层地质情况非常复杂，巷道支护不单纯受岩层的重力作用，有时周围都受到很大的膨胀压力，甚至有的巷道的侧压比顶压大几倍。若采用常规的直墙半圆拱或三心拱形断面显然难以适变形大，易发生底鼓，软岩巷道支护是煤矿巷道支护的难点和重应，往往造成巷道的破坏和失稳。因此，合理选择断面形状对维护松软岩层巷道的稳定尤为重要。巷道断面形状，主要应根据地压的点。大小和方向来选择。若地压较小，选用直墙半圆拱形断面是合理１软岩巷道的围岩变形和压力特征分析软岩的力学性质对围岩稳定性有重要影响，根据许多井下观的；若巷道周围均受到很大的压力，则以选择圆形巷道断面为宜；测，可归纳出软岩巷道的围岩变形有以下特征：若垂直方向压力特别大而水平压力较小时，则选用直立椭圆形断面（１）围岩变形有明显的时间效应。表现为初始变形速度很快，或近似椭圆形断面是合理的；若水平方向压力特别大而垂直方向压变形趋向稳定后仍以较大速度产生流变，且持续时间很长，有的达力较小时，则应选用曲墙或矮墙半圆拱带底拱、高跨比小于ｌ的断数年之久。如不采取有效的支护措施，则由于围岩变形急剧加大，面或平卧椭圆形断面。势必导致巷道失稳破坏这种变形特征明显地表现出蠕变的三个变３．２选择合理的巷道位置形阶段，即减速蠕变、定常蠕变和加速蠕变。合理选择巷道位置是保证巷道处于稳定状态最关键的决策之（２）围岩变形有明显的空间效应。其一表现为围岩与掘进工作选择巷道位置应着重考虑以下两个方面。面的相列叫立置对其力学状态的影响，通常在距工作面１倍巷宽以远（１）岩石性质应尽量将巷道布置在遇水膨胀量小、质地均的地方就基本上不受掘进工作面的制约；其二表现为巷道所在深度匀、较坚硬的岩石内。在同一条巷道内，即使围岩性质只有微小的不仅对围岩的变形或稳定状态有明显影响，而且影响程度比坚硬岩差异，巷道压力的显现也有明显的差别。（２）支承压力的影响。实践证明，回采动压是造成煤层底板层大得多。（３）围岩变形对应力扰动和环境变化非常敏感。表现为当软岩岩石大巷破坏的主要原因。煤层开采以后，其底板岩石大巷的压力巷道受邻近开掘或修复巷道、水的浸蚀、支架折损失效、爆破震动就有明显的增加。底板岩石大巷与煤层距离的大小和落煤方式有以及采动等的影响时，都会引起巷道围岩变形的急剧增长。关。用风镐落煤时，岩石大巷距煤层在２ｏ￣３ｏｍ时，基本上可不受（４）软岩巷道不仅顶板下沉量大和容易冒落，而且底板也强烈动压的影响。而放炮落煤时，岩石大巷煤层４０ｍ以外还仍然会遭到鼓起，并常伴随有两帮剧烈位移。尤其是粘土层，浸水崩解和泥化破坏。除了避免支承移动压力的影响外，还必须避开采场上下固定引起的底鼓更为严重。如淮南谢一矿测试结果表明，顶板下沉量、支承压力的影响范围，应把巷道布置在应力降低区或原岩应力区内巷帮内移量与底鼓量的比值一般为ｌ：ｌ：２。因此，防止水的浸蚀和为最好。底板治理成为软岩巷道支护的重要课题。３．３控制爆破保护围岩（５）软岩巷道的自稳时间短。松软围岩的自稳时间通常为几十软岩巷道掘进必须采用浅眼小炮、光爆等控制爆破，多采用预分钟到十几小时，有的顶板一暴露就立即冒落，这主要取决于围岩留光面层的光面爆破；必要时采用风镐或手镐等人工成形掘进法。暴露面的形状和面积、岩体的残余强度和原岩应力。因此在决定巷对特别松软破碎者可采用临时超前锚杆等前探支护手段或者采取注道掘进方式和支护措施时必须考虑到巷道围岩的自稳时间。浆或化学加固等技术措施并尽量减小水的影响。以确保围岩强度与稳定性，减小爆震波的影响和开挖后重新分布应力的扰动影响范２软岩巷道围岩变形量构成分析在未经采动的松软岩体内开掘巷道时，其围岩变形量主要由以围。下三部分组成（图１）：３．４及时采用柔性或可缩性的～次支护（１）掘巷引起的围岩变形量，它一般发生在巷道掘进的初期。软岩巷道掘进后应尽早喷射薄层混凝土、封闭围岩，以防止吸（２）围岩流变引起的变形量，它在巷道整个服务期内都会发水、潮解风化，进一步保护围岩。然后打锚杆或加金属网、复喷、生。架可缩金属支架等，及时构成有足够支护抗力又有足够的柔性及可对于软岩有不同的定义。第一种是根据岩石的单轴抗压强度把＜２０ａ的岩层称为软岩：第二种种定义是 “ 软弱岩层是指强度低、孔隙度差、胶结程度差、受结构面切割及风化影响显著或含有大量膨胀性粘土矿物的松、散、软、弱岩层 ”；第三种定义是“ 软岩是指在巷道工程力的作用下能产生显著变形的工程岩体。” 软岩巷道围岩强度低，结构松软，易吸水膨胀，因而巷道围岩

第八章巷道维护原理和支护技术

0.64
0.36
B h
R R
RC RC
0 .778 0 .778
0.222 0.222
B hB
h
R R
RC1 RC1
0.64 0.64
0.36 0.36
B hB
h
第一节无煤柱护巷
一、护巷煤柱得稳定性
2、煤柱得应力分布
1)一侧采空
煤柱(体)得承载能力,随着远离煤体
(煤柱)边缘而明显增长。在距煤体(煤柱)
第二节巷道围岩卸压
一、跨巷回采进行巷道卸压
跨巷回采
横跨纵跨
1－不留区段煤柱、先跨;2—留区段煤柱、先跨; 3—留区段煤柱、后跨;4—较宽得煤柱维护上山
第二节巷道围岩卸压
二、巷道围岩开槽卸压及松动卸压
1、巷道周边开槽(孔)对围岩应力分布得影响
开槽卸压原理:使作用于周边围岩得高应力向卸压压区以外得岩体深部转移
2
第一节无煤柱护巷
一、护巷煤柱得稳定性
1、煤柱得载荷
各种方法得基本观点一致:煤柱得宽度必须保证煤柱得极限载荷σ
不超过它得极限强度R(七章一节)。煤柱得宽度B计算式:
1000B
B
D H
1 4
D
2
cot
RC
0.778
0.222
B h
1000B
B
D
H
1 4
D
2
cot
RC 1
边缘一定宽度内,存在着煤柱(体)得承载能
力与支承压力处于极限平衡状态,运用岩体
得极限平衡理论,塑性区得宽度x0:
x0
m 2 f
K H C cot
ln p1 C cot

软岩巷道支护技术

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。

煤矿巷道软岩工程的特点及其支护技术

作用，以适应围岩变形的要求，最终达到围
题之一，软岩引起的矿山井巷的破坏现象岩和巷道稳定的目的。联合支护必须是多而且能把深部围岩强度调动起来，和浅部
控制巷道稳定性，这将非常普遍，严重影响着煤矿生产安全、效率种独立的支护方法的组合，如锚喷和Ｕ型钢支护岩体共同作用，及效益的提高。软岩工程的稳定与支护技支架的联合、锚喷和弧板的联合等。联合支是软岩巷道支护的主流发展方向。软岩工术密不可分，目前矿山软岩巷道已由过去护是生产建设过程中的产物。如原设计采程支护理论与技术近年来，以锚杆、锚索和三锚” 支护是联合支护的典型单一的支护形式，逐步发展为各种多次支用碹体支护，在建设过程中经常翻修且翻锚注为主的 “ 护和联合支护形式修量过大，为保证安全，在碹体内喷一层混代表，它已经成为深部矿井软岩巷道支护凝土，效果极好。由于我国使用Ｕ型钢支架
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。

浅谈软岩巷道支护技术与应用

本情况
米村矿２扩大区轨道石门车场为半圆拱型断面，６
２．软岩巷道多表现为巷道四周受压，且为非对称性，巷道开挖后不仅顶板变形易冒落，巷道两帮也容易
出现外鼓和冒落，同时也有可能产生强烈的底膨现象。
净宽３０ｍ８０，净高３０ｍ００，壁厚１０ｍ５ｍ，全长约６ｍ０。巷道周围存在老巷较多，围岩破碎，所穿岩层为泥岩、
３．软岩巷道变形随矿升的开采深度增加而增
术、成本等方面都具有优势，因此，多媒体调度通信
将是未来电力系统调度通信的发展趋势。ｌ盔，
参考文献
【郭经红．软交换平台在下一代电力通信网络中的应用Ｉ．１］Ｊ］
坏。这时如果用不适应软岩大变形的刚性支架，将很
断的提高，如锚网喷一锚索、架棚喷浆一注浆等联合
支护技术的逐步发展成熟，使得巷道支护有效地得到
改善。
一
快被压垮，所以支护时必须根据这一特点，要在控制
下允许软岩一定的变形量出现。
杆数量，实行多打锚杆，使顶部围岩形成整体。
三、软岩巷道的支护要求及对策
根据软岩的特点，在支护方面不能单纯提高支护刚度的方法来提高支护效果，单纯提高支护刚度会使巷道支护体系迅速遭到破坏，经常造成前掘后翻的局
面，再者单一支护方式不能更好的发挥支护作用。软岩巷道支护是支护结构和围岩结构相互调节，相互控

煤矿软岩巷道支护技术的研究及发展

值，不随时间的变化而变化。当荷载超过这一临界值后，岩层的塑性形
４．１软岩巷道支护的技术关键根据软岩的力学特点，要使软岩巷道支护取得成功要把握好三个
变会出现明显的加速现象，这一临界值的荷载成为临界荷载。荷载小技术关键：正确的确定软岩变形机制的复合型、将复合型有效的转化为于临界荷载时岩层称为硬岩，荷载超过临界荷载后，岩层的塑性形变不单一性和合理的运用复合型变性力学机制的转化技术。在支护设计时稳定，此时称为软岩。另外一个特性是软化临界深度，软化临界深度与不能只进行单一型的支护设计，要根据每个受力点的力学特性使用联合软化临界荷载时相对应的。当巷道深度小于某一深度时，岩层变形不明支护方式，设计最适合复合型变形力学特点的支护方案，确保软岩巷道显，不会出现大变形，但是当巷道位置超过这一深度后，岩层会有明显支护的综合性能。
２．软岩巷道变形破坏的原因及特点
随着煤矿的开采，巷道深度的不断增加，巷道围岩构造也越来越塑性工作状态，形成塑性区。此时如果没有及时有效的进行支护处理，复杂，如果围岩处于软岩层就容易造成巷道的不稳定，引起巷道四壁的塑性区就会发生较为严重的形变，从而形成松动破坏区。松动破坏区不
薹臻寨煤矿软岩巷道支护来自术的研究及发展谢拓
广西百色百矿集团有限公司广西百色
５３１４００
【摘要】本文主要对软岩的概念进行了简单的介绍，并指出了如今煤拱肩和巷道拱部变形尤为严重，经常出现凸起和墙体开裂等现象。

煤矿巷道软岩工程特点及支护技术的探究

煤矿巷道软岩工程特点及支护技术的探究摘要：矿山开采过程中，矿井巷道软岩石支护，特别是高应力软岩巷道深部的支撑，是矿井安全生产面临的一个重大难题。

随着煤矿生产的发展和深度的提高，煤矿巷道的软岩支护问题越来越严重。

煤矿井下的软岩石问题对矿井正常高效生产具有重要的作用。

本文阐述了软岩工程特点，对煤矿巷道软岩工程支护技术进行了分析。

关键词：煤矿巷道；软岩工程；支护技术引言目前，国内的煤炭资源多以地下采矿为主，采矿时必须在矿山下面开挖充分的巷道。

矿井的开采、施工必须确保井筒的畅通和井筒的稳定。

矿井巷道的支撑困难主要受到地应力影响，被开采工作影响，围岩破碎情况，巷道横截面等多种因素的作用。

所以，在煤矿巷道中，必须继续完善软岩支护技术。

1软岩工程特点地下施工是一种在岩层或土壤中进行的施工，其施工环境和工作状态与地表施工有很大区别。

所以，采用地表工程的设计理论与手段来解决这些问题，很明显无法对各种不同的力学问题进行恰当的分析，从而得出相应的支护方案。

与地表施工相比，在许多方面都表现出明显的差异。

由于煤矿的开采具有非选择性，大量的煤矿开采会使地应力的均衡状况受到破坏。

煤炭开采过程中，受其赋存条件、沉积环境、地质结构等因素的制约，导致了煤炭开采过程中存在的问题。

煤矿的采掘深度一般为500~600 m,千米以上的矿井也逐渐增多，有的矿山在浅层采矿时，软岩石问题还不突出，而到了深层，则出现了较大的地应力和动压作用。

煤矿软岩组份中存在着较多的膨胀性矿物质，在软弱的环境下，岩体的硬度较差，容易在干燥、失水时发生塑性流动，特别是遇水变形、崩解和膨胀。

矿井的使用寿命一般可以达到一百多年，而矿井的巷道由于使用寿命的差异，往往比隧洞的寿命要长，而且软岩巷道具有较大的时间限制。

2煤矿巷道软岩工程支护技术2.1支护技术理论一是加固岩体的力学性能。

在改善围岩的围岩压力、增大围压、增强围压体的受力的基础上，还改善了被锚岩体的力学特性，增强了岩体的峰值和岩体的参与强度。

软岩巷道沿空留巷巷道围岩控制支护技术

响巷道工程稳定性构成的因素。
２沿空留巷巷道围岩的破坏机理分析
（上接第１０５页）
部位是应力释放的薄弱部位。为了对底板围岩变形程度进行限制，需要进行及时的封底，进而在一定程度上形成一
巷道进行开挖后，围岩原有的平衡力状态在一定程度个完整的整体结构，高应力软岩巷道的底鼓的力学原理通
岩产生碎胀变形，巷道开挖空间在一定程度上为围岩变形能量释放进一步提供了补偿空间，使得应力进一步转移到关键词：软岩巷道沿空留巷巷道围岩预应力锚索综合深部，进而在一定程度上重新构建新的平衡状态。对于巷控制技术道围岩来说，其特点是属于高应力软岩，巷道掘进过程中，沿空留巷技术能够实现无煤柱护巷，取消区段煤柱的出现围岩应力的集中，并且围岩塑性区、发展区比较快，在应力集中现象，是提升煤炭回采率降低巷道掘进率重要手定程度上容易导致围岩发生变形：巷道掘进后进入稳定段。目前，赵坡煤矿所开采的１４层煤在１２３采区，为降低期，围岩在一定程度上依然具有较大的持续变形，巷道两生产成本，采用沿空留巷技术。在施工过程中，按照巷道变帮变形较大，底鼓影响了巷道的整体的稳定性能。形的破坏机理，进而在一定程度上提出：沿空留巷高应力３沿空留巷巷道围岩的控制支护原则采场巷道以预应力锚索为核心的综合控制技术。３．１沿空留巷综合控制技术的指导思想１影响沿空留巷围岩稳定性的因素３．１．１通过科学的措施，对变形进行适当的释放，进而通常情况下，影Ⅱ 向沿空留巷围岩稳定性的因素主要包在一定程度上达到释放地压的目的，主要有４点：括：地质条件、赋存环境、工程因素三个方面的原因。先让后抗、先柔后刚、二次支护、控制底鼓。实践证明， ① 地质条件。通常情况下，矿岩体性质、节理裂隙发育其准则通常情况下主要表现为：边抗边让，预留断面，二次程度、产状等共同构成相应的矿山地质条件。对于地质条支护，固结围岩，以及通过加固帮角的方式对底鼓进行控件来说，主要是矿体在成矿过程中，或者在成矿后，经过一制。系列的地质构造运动进而形成的产物。３．１．２对巷道围存环境。通常情况下，应力环境、地下水环境和温释放变形，并且在一定程度上同时进行让压，在让压度环境等在一定程度上共同构成巷道工程的赋存环境。对的过程中，关键是要掌握让压的程度。对于围岩来说，其让于赋存环境来说，通常情况下需要综合考虑应力环境。与压的过程是围岩降低自身强度的过程，当围岩变形到一定其他隧道和水电等地下工程相比，巷道围岩的应力场有着程度后，在一定程度上促使围岩由弹性体介质变为松散介本质的不同，主要表现在：一方面受原岩应力的影响和制质，进而在一定程度上丧失了自稳能力，进一步造成跨冒。

《木家庄煤矿深部软岩巷道变形破坏机理及支护研究》

《木家庄煤矿深部软岩巷道变形破坏机理及支护研究》一、引言煤炭是我国主要的能源来源之一，随着浅部煤炭资源的逐渐减少，开采活动已经转向了更深层次的地层。

然而，深部软岩巷道在开采过程中常常面临变形破坏的问题，这不仅影响了矿山的生产安全，也对矿工的生命安全构成了严重威胁。

因此，研究木家庄煤矿深部软岩巷道的变形破坏机理及支护技术，对于保障矿山安全生产具有重要意义。

二、木家庄煤矿概述木家庄煤矿位于我国某地，地质条件复杂。

矿区地层主要由软岩组成，且深度较大。

在开采过程中，深部软岩巷道经常出现变形、破坏等现象，严重影响了矿山的正常生产和矿工的安全。

三、深部软岩巷道变形破坏机理1. 地质因素木家庄煤矿地处地质构造复杂区域，地层中存在大量的断层、节理等结构面，这些结构面在地下工程开挖后易发生应力集中，导致巷道变形破坏。

此外，地层中的含水层、软弱夹层等也对巷道的稳定性产生了不利影响。

2. 采动影响随着煤炭的开采，地下应力重新分布，导致巷道周围岩体的应力状态发生改变。

当巷道周围岩体的应力超过其承载能力时，便会发生变形破坏。

3. 支护措施不当若支护措施设计不合理、施工质量差或支护材料选择不当等，都会导致巷道支护效果不佳，进而引发巷道变形破坏。

四、支护技术研究针对木家庄煤矿深部软岩巷道的变形破坏问题，本文提出以下支护技术措施：1. 合理设计支护方案根据地质条件和巷道实际情况，合理设计支护方案。

在支护方案设计中，应充分考虑巷道周围的应力分布、岩体性质等因素，以确保支护结构能够有效地承受地压和采动影响。

2. 采用合适的支护材料选择合适的支护材料对于提高支护效果具有重要意义。

应根据岩体性质、地压大小等因素，选择具有较高强度和稳定性的支护材料。

同时，应确保支护材料的施工质量，以保证支护结构的整体稳定性。

3. 加强巷道监测与维护在巷道支护过程中，应加强监测与维护工作。

通过安装监测设备，实时监测巷道变形情况，及时发现并处理潜在的安全隐患。

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煤矿软岩巷道控制原理与支护技术
发表时间：2018-10-27T12:25:11.300Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第18期作者：余进学
[导读] 软岩及其分类软岩亦称松软岩层，它是指“强度低、孔隙率大、胶结程度差。

盘州市安全生产监督管理局贵州盘县 553500
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：软岩巷道支护技术控制原则
软岩及其分类软岩亦称松软岩层，它是指“强度低、孔隙率大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响显著或含有大量易膨胀粘土矿物的松、散、软、弱岩层，且具有流变性和高地应力的特点。

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。

1、软岩的基本概念及其分类
1.1 软岩的基本概念
在上世纪60-90年代初，软岩的概念在国内外一直争论不休，到90年代末期，提出了地质软岩和工程软岩的概念。

国际岩石力学学会将地质软岩定义为单轴抗压强度在0.5～25 MPa的松散、破碎、软弱及风化膨胀性一类岩体的总称。

而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。

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组合特征，包括岩块、结构面及其空间组合特征。

工程软岩和地质软岩的关系是：当工程荷载相对于地质软岩的强度足够小时，围岩没有产生大的破坏区，地质软岩不产生软岩显著塑性变形力学特征，即不作为工程软岩。

只有产生大破坏区和显著变形才作为工程软岩。

在大深度、高应力作用下，部分地质硬岩（如泥质胶结砂岩等）也呈现了显著变形特征，则应视其为工程软岩。

1.2 软岩分类及基本物理与力学属性
软岩仅是地质岩体中一部分，但却是地质介质中极为复杂的部分。

按照软岩自然特征、物理化学特性，以及在工程力的作用下产生显著塑性大变形的机理作为分类的主要依据，软岩分为五类：即低强度软岩、膨胀性软岩、高应力软岩、节理化软岩和复合型软岩。

软岩有别于硬岩而独具的特性有以下几点：
（1）水理性（化学）。

软岩颗粒之间胶结程度差，缺乏牢固的连结，层、节理发育，造成水易进入内部，导致岩层节理、层理裂隙中充水，削弱岩层颗粒之间连接力，引起软化、崩解、体积膨胀。

水在软岩中的存在状态可能有水蒸气、固态水（如冰、化学结晶水等）、分子结合水、吸附水、毛细管水和重力水（自由水）等。

高岭石、伊利石等遇水软化、碎裂、崩解、体积不膨胀。

蒙脱石则体积膨胀，最终导致软化、松散崩解。

（2）流变性（力学）。

流变性是指材料应力应变与时间因素有关的性质。

与塑性变形区别：蠕变不超过弹性极限情况；软岩是非线性的弹塑－粘性介质，变形即使所受的荷载很小，只要作用时间长，也会发生永久变形。

流变有两种形式，即蠕变和松弛。

软岩体不但流变速度快，变形量大，而且明显地表现出蠕变变形的三个阶段的影响。

试验表明，其强度一般不超过极限强度的70%，有时甚至更低。

（3）可塑性。

可塑性是指软岩在工程力的作用下产生变形，去掉工程力之后这种变形不能恢复的性质。

低应力软岩的可塑性是由软岩中泥质成分的亲水性所引起的；节理化软岩是由所含的结构面扩展、扩容引起；高应力软岩是泥质成分的亲水性和结构面扩容共同引起的。

（4）崩解性。

低应力软岩的崩解性是软岩中的粘土矿物集合体在与水作用时膨胀应力不均匀分布造成崩裂现象；高应力软岩和节理化软岩的崩解性则主要表现为在工程力的作用下，由于裂隙发育的不均匀造成局部张应力集中而引起的向空间崩裂、片帮的现象。

当然，高应力软岩也存在着遇水崩解的现象，但不是控制性因素。

（5）易扰动性。

由于软岩的内部结构特点，软岩对抗外界环境扰动的能力极差，对施工震动、吸水膨胀、软化泥化、暴露风化等影响极为敏感。

2、软岩巷道围岩稳定控制原则
由于软岩工程具有变形速度快、持续时间长、导致变形量大的特征，所以软岩工程应采取科学的支护原则与与对策措施。

要根据不同的压力类型选用不同的巷道支护方法，降低围岩应力和先放后让与边让边抗结合，消除“环境效应”对岩体强度的不利影响，根据围岩压力分布特点选择合理的断面形状，通过施工监测动态调整支护设计与参数。

按如下原则控制：
2.1 整体性原则。

使支护与围岩形成的复合体发挥协同作用，表现出较大的刚度和较强的抵抗变形能力。

2.2 结构性原则。

就是从支护与围岩共同作用形成的复合结构中的应力状态出发，通过加强锚固或增加锚固深度，改善支护结构中关键部位的应力状态，保证支护结构整体应力状态的均衡。

2.3 全面性原则。

就是在加强巷道顶帮支护的同时，加强巷道底角和底板围岩的支护，形成全断面支护结构。

2.4 有效性原则。

保证形成的支护结构具有较大刚度和较强的承载能力，满足有效抵抗静动压作用巷道围岩碎涨变形和蠕变变形的要求。

2.5 时效性原则。

考虑支护体的长时强度，避免支护体在静动压作用下进入屈服状态，导致支护结构不能满足长期稳定的需要。

对于具体工程需要根据不同围岩和工程条件，采取合理的控制技术，以实现对复杂条件下巷道围岩大变形的有效控制。

3、软岩巷道支护技术
工程实践表明，对于软岩巷道，无论是新开巷道、还是实施了多次支护的翻修巷道，其破坏是一个渐进的力学过程，总是从某一个或几个部位开始发生变形、损伤，进而导致整个支护系统的失稳。

在软岩巷道变形破坏过程中首先破坏的部位可称之为关键部位，关键部位
的形成是软岩巷道发生塑性大变形的力学标志；关键部位产生的原因是软岩巷道发生大变形过程中，由于支护体与围岩变形不协调而引起的。

围岩控制技术目前常用技术如下：
3.1 高性能锚喷支护技术。

即采用高强度、高刚度和高预应力锚杆（索）配合金属网、钢带（钢筋梯）、喷射混凝土等组成复合锚喷支护结构。

支护结构根据不同情况加以选择①对于不受动压影响的软岩巷道，可采用锚网喷加锚索或锚网喷加锚索加钢梁（或钢筋梯）耦合支护。

②对于受采动影响或高应力区的软岩巷道，可采用锚网喷加锚索加U型钢联合支护或锚网喷加锚索加桁架联合支护。

③对于大断面硐室，可采用锚网喷加锚索加钢筋混凝土砌碹或锚网喷加锚索加网壳耦合支护。

3.2 整体让抗压支护技术。

预留变形量和二次支护技术，二次支护过早将难以抗拒围岩的初期剧烈变形，二次支护过晚，围岩自身承载能力又会急剧下降，即二次支护在时间和强度上与围岩变形特性不能协调，二次支护的作用下降甚至失效。

3.3 软弱围岩整体转化技术。

对于膨胀性软岩（S型）以防水为主；高应力软岩（H型）以卸压为主。

节理化软岩（J型）以注浆为主。

复合型软岩（HS、HJ、HJS复合型）则通过相应转化达到相应条件。

并结合锚固与注浆加固技术控制。

软岩巷道的支护技术是一项复杂的工作，尤其是矿井向深部延伸后，在高应力作用下，严重影响矿井的安全和经济效益，加大了投入，增加了开采成本。

对软岩巷道变形机理进行研究，确定合理的支护方式，是巷道满足服务年限，提高安全系数，确保安全生产。