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年８月Ｆｅｂ．，２０１３ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－９９４３．２０１３．０４．０２８高应力软岩大断面巷道支护技术研究与应用刘新杰（中国平煤神马集团夏店矿，河南平顶山４６７５４４）［摘要］深部高应力、超厚软岩体自身膨胀给巷道支护带来困难，采用高强锚杆+锚网喷支护技术不能解决巷道支护的稳定问题。
通过实践对巷道顶板的下沉和两帮的收敛量数据统计计算，分析巷道破坏机理，适当地优化原设计巷道掘进断面，在巷道压力释放周期结束后，采用大型号U 型可缩性金属支架再喷浆封闭的复合支护技术，有效地控制大断面巷道变形，达到了预期支护效果。
［关键词］高应力；软岩体；大断面；破坏机理；预紧力［中图分类号］TD 353［文献标识码］B ［文章编号］1672-9943(2013)04-0073-02１工程概况夏店井田位于汝州市西北，井田地势平坦，为山前平原地貌。
夏店矿是采用三立井联合开拓，设计生产能力１５０Ｍｔ／ａ的新建大型矿井，井筒开工顺序为主井－风井－副井。
夏店矿回风井口标高＋３０７．８ｍ，设计井筒落底标高－５６１．５ｍ，净直径６．０ｍ。
－５６０ｍ回风石门设计长度６５０ｍ，设计巷道净宽５．０ｍ，净高４．１ｍ，掘进断面１９．７ｍ２，净断面１７．８ｍ２。
支护形式采用高强锚杆＋锚网喷（喷厚１５０ｍｍ），锚杆选用φ２０×２２００ｍｍ高强树脂锚杆，φ８ｍｍ碟形托盘，锚杆间排距８００ｍｍ×８００ｍｍ，药卷采用Ｚ２３３５树脂药卷，３卷／根。
金属网采用φ６ｍｍ冷拔钢筋，网孔为８０ｍｍ×８０ｍｍ，搭接１００ｍｍ，全断面挂网。
水沟净规格为３００ｍｍ×３００ｍｍ，支护厚度为１００ｍｍ。
２问题提出在井筒施工过程中，在－４９０．０～－５７０．５ｍ（含井底水窝９ｍ）的围岩大部分是砂质泥岩，中间局部有多层砂岩条带，厚度不超过１．５ｍ，局部碳化程度高，裂隙发育，无节理，属于典型的松软破碎岩层。
井筒落底后，向东、西回风井分别施工２５ｍ。
科学技术I Science&Technology千米深井软岩巷道高强联合支护技术研究与应用/文/刘岩关梅英刘贵福山东济矿鲁能煤电股份有限公司阳城煤矿-1020m车场、泵房及变电所大采深软岩支护问题，是影响矿井安全生产的关键问题。
矿井以此作为研究对象，在测试软岩成分的基础上，分析软岩巷道变形机理和围岩控制方法，提出“圆形断面一强化围岩一适度让压一钢管碇封闭”的联合支护方案。
试验表明，该技术取得了良好的支护效果和经济效益，对于同类大采深软岩巷道支护具有一定的借鉴作用。
—、概况1.地质概况山东济矿鲁能煤电股份有限公司阳城煤矿-1020m车场、泵房及变电所层位在3煤顶板以上约100m,岩性为顶板细砂岩、中砂岩和褐色泥岩互层，中砂岩中含泥硅质胶结，岩层主要矿物成分为石英和高岭石。
遇水风化易碎、易膨胀，整体硬度较低，对巷道支护质量和巷道成型等带来一定影响。
从钻孔揭露情况分析，巷道位于中砂岩中，底板为泥岩，厚度约9m,顶板支护以锚索梁网为主，控制底板需特殊处理。
2.工程概况-1020m车场、泵房及变电所巷道采用全锚索支护+金属支架，下压T型钢带及加密方格网。
巷道采用钻爆法施工，迎头分层掘进，掘进循环进尺1600mm。
二、巷道支护技术方案1.巷道支护方案阳城煤矿-1020m车场、泵房及变电所巷道埋藏深,岩层松软破碎，地压大，巷道返修率高、成本高，需进一步提高一次支护强度，尽量不返修或少维修。
按照以上原则，提出了采用“圆形断面一强化围岩一适度让压一钢管碗封闭”的支护方案。
断面及支护形式如图1所示。
2.巷道施工顺序(1)巷道掘进与锚网喷支护。
沿巷道周边扩大100~200mm,圆形巷道掘进断面直径5000mm。
按原设计一次支护采用锚网后喷射牲100mm,形成巷道断面形状。
(2)巷道收敛变化观测。
锚网喷一次支护后，立即进行巷道收敛变化观测，根据时间和变形量曲线关系，确定注浆锚杆、注浆锚索的图1联络巷支护断面图加固时机。
《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。
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。
高应力软岩巷道支护及治理技术发布时间：2021-11-09T07:18:54.942Z 来源：《科学与技术》2021年6月17期作者：赵小强[导读] 根据矿井高应力松软岩石巷道支护要求的具体情况赵小强（甘肃华亭煤电股份有限公司华亭煤矿，甘肃华亭 744100）摘要：根据矿井高应力松软岩石巷道支护要求的具体情况，研究应用高强度锚杆配合钢筋混凝土、底板锚注全断面支护技术，解决高应力软岩巷道支护问题，取得了显著成效。
关键词：高应力；软岩巷道；高强度锚杆；钢筋混凝土；全断面支护；锚注1 概况华亭煤矿是一座设计生产能力400万吨/年的高产高效矿井，可采煤层为煤5层，属特厚煤层；生产水平为+840m水平，属于近水平煤层，顶板岩性多为泥岩，次为粉砂岩，局部为砂岩，属不稳定顶板；底板岩性较为复杂，有泥质胶结的中、粗砂岩，以砂岩为主，常具有似鲕状结构。
2 初设软岩巷道掘进支护情况大巷穿煤层施工进入煤层顶板后，工作面岩层松软，多为泥岩，工作面后部巷道开始底臌、拱顶下沉、两帮收敛，轨道运输系统被破坏，掘进施工困难。
为了加快工程进度，工作面继续掘进，后巷起底、打锚杆进行维修，维持正常生产，因后部巷道严重底臌，多次起底，两帮受压变形加剧，运料困难，被迫停产维修。
3、巷道破坏原因分析（1）岩石松软，地应力大。
巷道穿煤层布置，大多巷道布置在煤层顶板中，多泥岩和粉砂岩，层理发育，松软破碎，埋藏深度大，受开采和地表塌陷影响，造成地应力集中，围岩压力大，巷道掘进支护困难，易底臌、片帮、冒顶，支护难度大。
（2）锚杆长度较短，间排距大，支护强度小。
巷道采用直径20mm、长度2000mm的D20-M22-2000型高强度螺纹钢锚杆支护，间排距为800mm。
由于锚杆长度短，间排距过大，支护强度小，在强大的地应力及构造应力作用下，造成巷道底臌变形。
（3）巷道未封底，支护结构不合理。
松软岩石巷道底部松软，不能靠围岩自身形成闭合承载环，底板受力差，受压力作用引起底臌变形和两帮及顶部支护破坏，巷道多次大量起底又加剧了巷道的变形和破坏。
高应力软岩巷道联合支护理论与实践摘要：随着我国煤矿开采深度的不断增加，煤矿巷道将位于更高的地应力环境中，特别是在构造活动强烈的地区，煤矿巷道的稳定性更加难以保证。
研究高地应力，环境下岩体工程变形特征和如何采取有效的巷道支护方式是保证煤矿巷道稳定性的关键。
本文介绍了高应力软岩的概念及形成条件，论述了高应力软岩巷道的变形特征和支护原理，并以某煤矿井下巷道支护为例，经过三种联合支护的实践，最终表明预留刚隙柔层支护是最佳的支护方式。
关键词：高应力；软岩巷道；联合支护；预留刚隙柔层支护１、高应力软岩的概念及形成条件1.1 高应力软岩的概念长期以来岩石工程学界仍未就软岩的概念达成共识，根据文献，在高地应力区经常遇到一类特殊岩体，当其地表浅部或低地应力时，岩块显示出较坚硬特征; 而在高地应力环境中，当围压较高时，岩体尚具有较高的强度和模量，当围压较低时，工程岩体则表现出软岩特征。
1.2 高应力软岩形成条件通过对软岩的定义与分析，高应力软岩形成的条件为：(1)除少量岩石为较软弱岩石外，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)岩体破碎、强度和模量相对较低、流变性强;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。
(3)水平应力大于自重应力。
在目前全国煤矿开采深度来看，由自重产生的应力是不能使岩体达到高应力状态的，只有在水平构造应力存在并大于自重应力条件下，才能使岩体达到高应力状态。
2 高应力软岩巷道变形特征(1) 围岩变形量大。
高应力软岩自身特征决定了巷道变形量大的特点，其中巷道的水平收敛量要比拱顶下沉量要大得多。
一般为数厘米至数十厘米，表现形式有两帮内移、尖顶和底鼓。
(2) 初期变形速率大。
由于水平构造压应力大于垂直应力，巷道在掘进时卸载迅速，来压快，表现为巷道的初期变形速率大。
深部高应力软岩巷道支护设计【摘要】煤矿软岩巷道工程支护一直是采矿工程的难点，随着煤炭开采深度的逐渐增加，软岩巷道的支护与维护问题越来越突出，直接影响到煤炭的安全、高效回采。
近些年经过国内外专家大量的理论研究、现场试验与测试、实验室实验等手段，在软岩巷道工程支护理论和支护技术方面取得了大量可观的成果。
文章结合软岩巷道常规的支护方式，对其不足及改进措施进行了分析，并结合生产实践提出了一些建议，以期能对深部高应力软岩巷道的支护有所帮助。
【关键词】软岩巷道；支护；现状；展望引言煤矿软岩巷道工程是软岩工程的一个主要组成部分。
软岩工程是指与塑性大变形工程岩体有关的岩体工程，如软岩边坡工程、软岩隧道工程及软岩巷道工程等。
由于软岩巷道工程所处的复杂工程地质条件，其支护问题一直是困扰煤炭生产的一个主要问题。
经过国内外专家大量的理论研究、现场试验与测试、实验室实验等手段，在软岩巷道工程支护理论和支护技术方面取得了大量的研究成果。
随着现代科学技术的迅速发展，软岩巷道工程支护技术正经受着经济、社会和环境的严峻挑战，也面临着新的发展机遇。
回顾世界软岩巷道工程支护技术的研究现状，展望软岩巷道工程支护技术的发展走向，承上启下，继往开来，对于开辟21世纪软岩巷道工程支护技术新局面，具有十分重要的现实和深远的意义。
1 常规支护状况分析1.1 断面形式及支护方式某煤矿-920m水平岩石集中巷是五水平前组一采区第二阶段准备巷道，全长800余米，巷道布置在煤7（1）至煤8（3）之间的砂岩中，巷道标高-920m水平，地面标高+130m水平，埋深1050m。
该巷道东部处于一较为宽缓的向斜之中，构造应力较大，经地应力测量，构造应力在33～40Mpa，明显呈现高应力状态。
巷道断面采用直墙半圆拱形，初喷采用30mm厚的混凝土作临时支护，锚网喷作永久支护，巷道发生破坏后再以U25可缩性支架进行维护。
具体支护参数为：锚杆：树脂端锚锚杆，直径518mm，长1800mm，间排距800×800mm；金属网：5000×1050mm，8#铁丝经纬网，网孔100×100mm；喷射混凝土：普通硅酸盐水泥，混凝土标号为C150，喷厚为100～200mm。
深井高应力软岩硐室巷修支护设计及应用
【摘要】以潘一矿东井西一采区上部变电所修复为例，从提高硐室整体支护强度的角度出发，提出了巷修联合支护方案，对支护方案支护参数和原理进行分析，及对施工的工艺作了细致的介绍。
从现场实践的效果来看，巷修后的硐室达到了预期目的，有效解决了硐室产生过大的变形，为生产创造了有利条件。
【关健词】高应力；软岩；底鼓；巷修；联合支护
1概述
极软岩巷道围岩强度低，稳定性差，不仅在掘进影响期间围岩变形剧烈，且在掘后较长时间内难以趋于稳定，巷道维护极为困难。
潘一矿东井西一采区上部变电所于2011年6月施工结束，2012年6月巷道收缩已不能满足生产需要，因此需要进行修护，为确保西一采区上部变电所修护一次有尽可能长的服务期限，并为潘一矿东井极软岩硐室（巷道）支护设计提供研究数据，因此对潘一矿东井西一采区上部变电所修护做一次工业性试验研究。
潘一矿东井西一采区上部变电所设计长度50m，埋深794m，围岩岩性主要为煤线、炭质泥岩、泥岩、砂质泥岩和中细砂岩等，煤（岩）层产状约140～150°∠2～6°。
掘进时采用36U型棚+锚索+喷注浆支护，断面为5608×4540mm。
因为受矿压影响，巷道顶板下沉，棚腿弯曲内移，底板底鼓严重，2012年6月做巷道调查硐室平均断面为4200×2700mm，已经不能满足正常生产需要，因此需要进行全面修护。
2巷道变形特点及支护对策
2.1变形特点
由于西一采区上部变电所埋藏深度达794m，硐室围岩岩层主要为煤线、炭质泥岩、泥岩、砂质泥岩和中细砂岩等，并且围岩呈现出软岩特性，因此硐室矿压显现相对剧烈。
西一采区上部变电所破坏形式主要表现为：
（1）巷道底鼓严重，并沿纵向产生张裂现象；
（2）巷道水平应力大，帮墙整体内移，砼喷层脱落、钢筋网外露，拱顶被挤成尖顶或压成平顶；
（3）巷道两帮和顶底板变形量大，2012年6月进行调查，两帮移近量1400mm，顶底板移近量1800mm；
（4）巷道围岩变形持续时间长，巷道围岩具有显著的流变性。
2.2修护支护对策
（1）主动支护。
修护时，考虑到巷道断面收缩量大，刷扩拆除老棚会引起的围岩应力在瞬间就可得到充分释放，如果不及时对围岩及时进行支护，围岩松动圈将会向深部发展，对于软岩巷道来说，变形地压就会向松散地压转变，从而造成巷道支护难度加大。
（2）联合支护。
由于西一采区上部变电所埋藏深、地压大、软岩区的特殊性，因此传统单一锚网喷索支护很难满足硐室支护要求，修护时必须采取及时一次性高强度联合支护技术。
（3）底板治理。
在高水平应力作用下，深部巷道在加强顶板和两帮支护的情况下首先从支护弱面即直接底板破坏，导致底鼓。
若底板在压力下发生明显的底鼓变形，则会造成较大的巷道变形以至失稳。
因此在加强顶板和两帮支护的情况下要注重底板的治理。
（4）喷浆。
喷浆的作用：一是封闭围岩，减少空气与围岩的接触，防止围岩风化；二是利用混凝土高度的黏结固化性能，将钢筋网、锚杆、围岩紧紧抓牢，凝固在一起形成150mm厚的圆拱梁，共同抵抗围岩的压力；三是作为后期注浆的止浆层。
（5）注浆加固。
修护完成设计支护后，及时对围岩进行注浆加固。
围岩注浆加固的原理就是利用浆液充填围岩内的裂隙，将松散破碎的围岩胶结成整体，其加固机理主要体现在以下3个方面：第一、它可以改善围岩结构的力学性能，提高围岩的整体强度，增加围岩自身的承载能力；第二、浆液可以封堵围岩裂隙、隔绝空气防止风化，避免围岩强度因水和空气的影响而大幅降低；第三、注浆可以使锚杆（索）实现全长锚固，从而也就提高了锚杆的锚固力和可靠性，因而有利于保证支护结构体的稳定。
3深井软岩硐室修护设计
巷道修护支护设计为：锚网+36u型棚+喷浆+顶帮中空锚索注浆+底板中空锚索注浆。
（1）锚网支护。
主要支护参数：锚杆间排距：800×800mm，锚杆规格：Φ22×2500mm高强度左旋螺纹钢锚杆，每根锚杆使用2卷Z2360树脂锚固剂。
（2）架棚支护。
锚网施工完毕，在内侧架36u型钢棚支护，棚子规格：4600×3640mm，棚距600mm。
（3）喷浆。
顶帮喷浆厚度150mm，砼强度等级为C20。
（4）注浆。
顶帮采用中空锚索注浆，锚索规格：Φ22×7300mm，每排布置5根中空锚索，其间排距为：1800×3000mm，每根锚索使用2卷Z2360树脂锚固
剂。
（5）底板治理。
采用中空锚索注浆治理底板，锚索规格：Φ22×7300mm，每排布置3根中空锚索，其间排距为：2000×2000mm，每根锚索使用2卷Z2360树脂锚固剂。
（6）支护要求。
锚杆预紧力不小于120KN，垫片紧贴岩面。
中空注浆锚索预紧力不小于180KN，破断力不小于550KN。
4施工工艺
巷道修护工艺为：拆除老棚子→风镐刷扩→施工锚网→架36u型棚→顶帮喷浆→顶帮中空锚索注浆→底板超挖回填→底板中空锚索注浆。
其中中空锚索注浆工艺流程为：
（1）打孔。
顶帮采用锚杆钻机配Φ28mm钻头打孔。
底板采用MQT-120/2.5型气动潜孔地锚机配Φ76mm钻头打孔。
（2）安装锚索及封孔。
首先用中空注浆锚索把2卷Z2360树脂锚固剂推入孔底，然后进行搅拌，用足够的棉丝缠绕孔口的锚索，再装上橡胶止浆塞（共三个），最后上锚索托盘。
（其中在施工底板中空锚索前，对巷道底板进行超挖400mm，打150mm地坪防止底板注浆跑浆，并防止生产用水对底板浸蚀）.。
（3）浆液浆液配制。
采用单液水泥浆注浆，水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，水灰比为0.75：1，另加水泥量8%的ACZ—I注浆添加剂。
（4）注浆。
采用ZBY3/16-22型注浆机注浆，将注浆管与中空锚索尾部注浆空连接，开启注浆泵注浆，注浆终孔压力8Mpa。
5矿压观测与分析
5.1测站布置
为了验证硐室修护效果，本次工业性试验对硐室两帮围岩变形及顶底板位移均进行了观测。
修复后在硐室设1号、2号和3号个测站，相邻测站间距15m。
每1测站设1个顶底板移近量测点；1个两帮移近量测点。
顶底板移近量测点设置：顶板测点采用直径16mm、长500mm、外端带弯钩的圆钢锚入顶板中部作为顶板测点，底板测点采用直径20mm、长1000mm的圆钢锚入底板作为底板测点，顶底板测点在同一条铅垂线上。
两帮移近量测点设置：采用直径16mm、长500mm圆钢锚入巷帮作为巷道两帮测点，两帮测点在同一水平线上。
5.2观测数据分析
在近2个月观测时间内，西一采区上部变电所两帮移近量为25～35mm，底鼓量为40～60mm，且两个月之后两帮及顶底板渐渐趋于稳定，比掘进时期变形量大大的减少。
6结论
通过此次工业性试验结果表明，采用以上设计支护形式修护后硐室两帮及顶底板变形量比原来单一的36U型棚+锚索+喷注浆支护效果要好，证明了锚网+36u型棚+喷浆+顶帮中空锚索注浆+底板中空锚索注浆联合支护技术在潘一矿东井极软岩硐室（巷道）试验是成功的，并为类似条件深井高应力软岩硐室及巷道支护设计提供借鉴。
