深部软岩巷道底板失稳变形控制技术

。
念 ， 究 确 定 了深部 复 杂软 岩巷 道 稳 定性 控 制的 合 理 支护 方 案 监 测 数 据 和 分 析 结 果 表 明 ， 确 定 的软 岩 巷道 的 研 所 稳 定・． 制 方案 是 合 理 、 效 的 ， 以保 证 深 部 复 杂 软 岩 巷 道 的 长 期 稳 定 性 。 Ｐ控 ｔ 有 可 关键 词 ： 部 开 采 ； 岩 巷 道 ； 形破 坏 特 征 ； 深 软 变 变形破 坏 机 理 ； 定 性 控 制 稳 中 图分 类 号 ： ３ ５ ＴＤ ２ 文献 标 志码 ： Ａ 文章 编 号 ： ６ ２ ３ ６ （ ０ ０ ０ ０ ８ ０ １ ７ — ７ ７ ２ １ ） ４ ０ ０ ７ ¨ ｊ 。
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈｉ ｐ ｒ ｐ ｅ ｅ ｅ ｙ ｔ ｍ ａ ｉ ｎｄ ｃ ｍ ｐｒ ｈｅ ｓｖｅ ｓｕｄ ｎ ｔ ａｎ ｐ ｏ ｅ ｓ ａ ｏｕ ｈｅｃ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｓｒ ｃ ： ｓ ｐａ ｅ ｒ ｓ ｎｔ ｄ ａ ｓ ｓ ｅ ｔｃ ａ ｏ ｅ ｎ ｉ ｔ ｙ ｏ ｈｅ ｍ ｉ ｒ ｂｌｍ ｂ ｔｔ ｈａ ａ ｔ ｒｓ ｉｓ ０ ｅ ｏｒ ａ ｉ ｎｄ ｆ ｉｕｒ ｏ ｓ ｔ ｏ ｋ ｒ ａ ｆｄ ｆ ｍ ｔｏｎ ａ ａ ｌ ｅ ｆ ｏｆ ｒ ｃ ｏ ｄｗａ ，ｔ ｅ ｙｓ ｈ ｍ ｅ ｈ ｎｉｍ ｓ ｏｆｄｅｏｒ ａ ｉｎ ａｎ ａ ｌ ｅ ｆ ｕ ｒ ｎｄ ｎ ｒ ｃ ｃ ａ ｓ ｆ ｍ ｔｏ ｄ ｆ ｉｕｒ ｏ ｓ ｒ ｏｕ ｉ ｇ ｏ ｋｓ
Ｄｅ ｏ ｍ ａ ｉ ｎ Ｃｈ ｒ ｃ ｅ ｉ ｔｃ ｆ Ｓ ｆ ｃ ａ ｗａ ｎ ｆｒ ｔｏ ａ ａ ｔ ｒ ｓ ｉ ｓ ｏ ｏ ｔＲｏ ｋ Ｒｏ ｄ ｙ ｉ Ｄｅ ｐ Ｍ ｉ ｅ ｎ ｕ ｐ ｒ ｉ ｇ Ｃｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｏ ｙ ｅ ｎ ｓ ａ ｄ Ｓ ｐ ｏ ｔｎ ｎ ｒ ｌＴｅ ｈｎ ｌ ｇ Ｌ ｈ ｎ Ｂ Ｆｕ ｌ， ＮＧ ａ ｇ， ＡＮ（ ｕ ｈ ａ ｇ Ｉ Ｑｕ ｓ ｅ ｇ， Ｏ —ｉ ＤＩ Ｘｉｙ ｎ Ｗ ；Ｊ ｎ ｓ ｕ ｎ

深部极复杂软岩巷道围岩稳定控制技术摘要：本文介绍了深部极复杂软岩巷道围岩的稳定控制技术。

首先，将介绍几种常见的地质因素，包括岩性、构造、水文和采矿排放等，以及对深部极复杂软岩巷道的影响。

其次，介绍了应用于深部极复杂软岩巷道的稳定控制技术，这些技术包括巷道增强、支护技术、加固技术、稳定技术、防治技术等，并举例说明了每种技术的应用。

最后，综合考虑上述因素，提出了深部极复杂软岩巷道的稳定控制原则。

关键词：深部极复杂软岩巷道；地质因素；稳定控制技术；稳定控制原则正文：1. 深部极复杂软岩巷道的地质因素在开采深部极复杂软岩巷道时，地质因素是影响巷道稳定性的重要因素。

常见的地质因素包括岩性、构造、水文和采矿排放等。

其中，岩性是深部极复杂软岩巷道稳定性影响最大的因素，岩石的力学性质及其内部微观结构对巷道稳定性有重要影响。

构造因素指的是岩体的构造特征，如断层、褶皱、翘曲等，构造会影响巷道的稳定状态。

水文因素是指地下水的流量和流向，水文因素会导致岩体的浸润和潮湿。

采矿排放包括巷道排气和卸荷，这些会对深部极复杂软岩巷道的稳定性产生影响。

2. 应用于深部极复杂软岩巷道的稳定控制技术为了保证深部极复杂软岩巷道的稳定性，应当应用适当的稳定控制技术。

常见的稳定控制技术包括巷道增强技术、支护技术、加固技术、稳定技术、防治技术等。

巷道增强技术是指通过增加地表巷道的力学强度，使其更加稳定，常见的巷道增强技术有连续墙、不连续墙、夹层墙等。

支护技术是指把支护构件安装在巷道里，以防止岩石出现裂缝，提高深部极复杂软岩巷道的强度。

常见的支护技术有单搭锚、支护网、支护垫等。

加固技术是指对巷道墙体进行加固，以改善岩体的力学性质，加固技术有夹层注浆、初始张力注浆等。

稳定技术是指控制岩体的稳定状态，以防止岩体塌陷，稳定技术有稳固施工、局部增强施工等。

防治技术是指预防和化解巷道塌陷的技术，防治技术有岩爆、岩护、安全监测等。

3. 深部极复杂软岩巷道的稳定控制原则深部极复杂软岩巷道的稳定控制原则是根据巷道地质及巷道结构特点，结合围岩强度及稳定性的评价，合理选择稳定控制技术，以保证深部极复杂软岩巷道的安全及稳定性。

在深部巷 道 开挖过 程 中 ，围岩 内部 各点 的主
应力 不仅大 小发生 改变 ，方 向也发 生 了明显 的偏
转， 甚 至 出现主应 力轴 轮换 的现 象 ， 这 种 复杂 的改 变直 接导致 了巷道 围岩 的细观 裂纹 的多 次扩展 和 扩展 方 向的改变 。 巷道 开挖 以后 ， 围岩 内部 的应力 状态 发生 了明显 的改变 ，靠 近巷道 表面 的 围岩首 先从 广义 张剪状 态 向张 拉状态 转变 ，并 在不 同深 度范 围 内呈 现依 次转变 的规律 ，还 是形 成 了足够 的应 力差值 ， 导致 了剪切 破坏 的继续 ， 裂 缝进 一步 扩展 和延伸 。
２ ０ １ ３年 １ ２月
Ｆ ｅ ｂ ． ， ２ ０ １ ３
胡长浩
深井软岩巷道变形破坏规律及其控制技术研究
２ ． ５ ． ２ 沿煤层 巷道 掘进 （ 煤巷 ） 支 护方案
２ ． ４ 深部巷 道 围岩 分 区破 裂演 化机理 研究
２ 控制技术方案与应 用效果
千米深井侏罗纪软岩条件下 的巷道支护工艺 体 系 的形 成 主要是在 研究 分析 了深部侏 罗 纪软 岩 时效 特性 ，了解巷道 开挖 后 围岩 破坏 发展 全过程
决定 的支护对 象和支 护作 用机理 问题 ，研 究深部 巷道 围岩破坏 及其 承载结 构形成 、 演化 的影 响 ， 包 括 承载结 构演 化与协 同支 护作用 机理 ，对 解决深 部侏 罗 纪软岩 巷道支 护难题 有重 要意义 。 ２ ． １ 侏 罗纪软岩 的依 时特 性分析 通 过不 同围岩 变形 时效 （ 力 学参 数 、围岩 特 性） 的理 论分析 ， 并 在理论 分析 和室 内试 验 的基 础 上， 利用 Ｆ Ｌ Ａ Ｃ 如进行 了巷道 围岩 变形 时效 的数值 分 析 。结果 表 明 ： 在 深 部软岩 巷道 中空 间效 应 在

深部巷道蠕变大变形失稳机理与控制技术研究
深部巷道蠕变大、变形失稳是煤矿和金属矿山等深部开采中广泛存在的一种地质灾害，严重威胁着矿山工作面的安全、生产的正常运行和人员的生命安全。

因此，对深部巷道蠕变大、变形失稳机理进行深入研究，并开发出有效的控制技术，具有重要的理论和实践意义。

深部巷道蠕变大、变形失稳的机理主要与地质条件、采场布置、支护方式、采动方式等因素有关。

其中，地质条件是影响深部巷道蠕变大、变形失稳的决定性因素。

煤矿和金属矿山等深部开采地质条件复杂，存在许多断层、节理、软岩等地质构造和地质体，这些地质构造和地质体容易发生滑动、倾覆、断裂等现象，进而导致深部巷道的变形失稳。

控制深部巷道蠕变大、变形失稳的技术主要包括采场布置、支护方式、加强巷道支护等方面。

采场布置应根据地质条件、采动方式、安全要求等因素进行科学合理的设计，以达到提高采场稳定性、减少巷道变形的目的。

支护方式应选用有效的支护材料和支护设计方案，提高深部巷道支护稳定性和安全性。

加强巷道支护主要包括加强初期支护、加强补充支护、加强巷道锚杆等方面。

总之，深部巷道蠕变大、变形失稳机理与控制技术的研究是煤矿和金属矿山等深部开采中必不可少的一项工作，只有深入研究其机理、掌握有效的控制技术，才能更好地保障矿山生产的安全和正常运行。

2、排水措施：采取有效的排水措施，降低软岩的含水量，减少水对围岩蠕变 的影响。例如，设置排水沟、水泵等设施，将地下水排出巷道。
3、冷却降温：通过在巷道中设置冷却系统，如冷水循环装置、制冷设备等， 降低巷道环境温度，延缓岩石中矿物的蠕变过程。
4、动态监测与预警：建立围岩蠕变的动态监测系统，实时获取围岩的变形数 据，当发现异常变形时及时采取应对措施，防止蠕变破坏的发生。
一、深部软岩巷道围岩稳定性分 析
1、地质因素：深部软岩巷道的地质条件复杂，包括地层厚度、岩性、构造、 水文等因素，这些因素对围岩的稳定性产生重要影响。
2、力学因素：软岩的力学性质与围岩的稳定性密切相关。软岩的抗压强度、 抗拉强度和抗剪强度等力学参数，对巷道的变形和破坏有重要影响。
3、地下水因素：地下水的存在和活动对围岩的稳定性有显著影响。水分的渗 透和浸泡会导致岩石强度的降低，促进围岩的变形和破坏。
谢谢观看
在深部复杂地质条件下，应采取综合治理措施以提高软岩巷道围岩的稳定性。 然而，本研究仍存在一定的局限性，例如未能充分考虑水对软岩稳定性的影响 等问题，未来可以进一步深入研究。
参考内容二
随着矿产资源的不断深入开采，深部软岩巷道的稳定性问题日益突出。围岩的 稳定性控制技术成为了矿业工程领域的重要课题。本次演示将针对深部软岩巷 道围岩稳定性分析与控制技术进行探讨。
本次演示采用文献资料调研、现场调查和数值模拟等方法进行研究。首先，收 集国内外相关文献资料，梳理深部软岩巷道围岩稳定控制技术的发展历程和现 状。其次，结合现场调查，了解深部软岩巷道的工程地质条件和变形破坏特征。 最后，运用数值模拟方法，对软岩巷道围岩稳定控制技术进行模拟分析，为支 护设计提供理论依据。
4、采矿因素：采矿活动中的爆破、挖掘、支撑等操作对围岩的稳定性产生影 响。不合理的开采方式会加剧围岩的变形和破坏。

0(1当代化工研究OU Modem ChemicalReiseardt技术应用与研究2021•05深部高应力软岩巷道围岩爽形破坏常见问题及控制措施探析*阴雷彪（西山煤电股份有限公司西曲矿山西030200）摘要：深部巷道围岩变形破坏问题是当前煤炭深部开采过程中面临的严峻挑战，从深部巷道支护来看，很多在浅部较为坚硬的岩石，在深部支护中表现出软岩特征，很多在浅部巷道支护时，表现出较好支护效果的支护方案，在深部巷道支护中表现出明显的不适应问题。

本文从深部高应力软岩巷道围岩变形破坏常见问题分析入手，研究了深部高应力软岩巷道围岩变形破坏机制，并针对性提出了增强深部高应力软岩巷道围岩变形破坏控制效果的相关措施。

关键词：深部；高应力软岩；巷道；围岩变形破坏；常见问题；控制措施中图分类号：TD文献标识码：ACommon Problems and Control Measures of Surrounding Rock Deformation and Failurein Deep High Stress Soft Rock RoadwayYin Leibiao(Xiqu Mine,Xishan Coal and Electricity Co.,Ltd.,Shanxi,030200)Abstracts The deformation and damage of s urrounding rock in deep roadway is a severe challenge faced by deep coal mining at present. From the perspective of deep roadway support,many hard rocks in the shallow part show the characteristics of s oft rock in deep support.Many support schemes that show good support effect in the shallow roadway support show obvious maladjustment problems in the deep roadway support. In this p aper,based on the analysis of c ommon problems in the deformation andfailure ofsurrounding rock in deep high stress soft rock roadway,the deformation andfailure mechanism of s urrounding rock in deep high stress soft rock roadway is studied,and the relevant measures f or enhancing the control effect of d eformation andfailure of s urrounding rock in deep high stress soft rock roadway are p roposed.Key words z deep；high stress soft rocki roadway%deformation andfailure of s urrounding rock；common problems\control measure引言随着煤矿开釆深度的不断增加，巷道围岩出现的大变形破坏问题更加突出，已经成为制约煤矿深部开采的重要因素，不仅支护成本增加明显，同时支护效果也相对不佳，制约了煤炭行业现代化发展质效。

3.1 巷道矿压观测3.1.1 巷道表面位移测站的布置根据该煤矿的具体情况，布置4个测站，具体如图2所示，在两顺槽内距离切眼30m 处布置第一个测站，60m 处布置第二个测站，100m 处布置第三个测站，200m 处布置第四个测站，每个测站布置1个测面。

3.1.2 表面位移测点布置及安设在每个测面的顶、底板和两帮的中部各布置1个测点。

采用“十字布点法”进行布置测点，每个测面中测点的设置如图3所示。

1 1316回采巷道围岩概况某煤矿1316回采巷道埋深在600～750m 之间，位于某向斜的轴部附近，残余构造应力有一定的影响；而岩石强度特低，且泥砂化现象比较严重，属于极软岩层。

且受高垂直和水平方向应力影响，对于围岩变形的控制极其困难，为国内外罕见。

2 极软岩回采巷道围岩变形控制策略我们在分析目前回采巷道围岩的各种控制，总结该煤矿现有的各种支护基础上，提出了高强全锚索支护控制顶板、两帮及底角锚杆支护的非均匀围岩控制策略。

回采巷道布置的锚杆、锚索支护如下图1。

(1)高强全锚索顶板支护每排7根支护的锚索(规格为2φs18.9)，间排距800mm×800mm ；再采用2根锚索(规格为2φs18.9)加强进行补强，间距1600mm，排距2400mm。

(2)两帮及底角锚杆支护两帮各采用锚杆d=22mm，l=2500mm 的高强左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆2根，间排距800mm×800mm。

两底角各距两帮300mm、倾角30°打底锚杆。

从两帮底角距底板200mm、倾角20°打角锚杆，必要时在巷道底板中部辅以卸压切缝。

图1 回采巷道锚杆、锚索支护布置图3 回采巷道矿压实测内容及观测方法通过在巷道表面布设测站，观测巷道顶板下沉量、底鼓量、两帮的收敛量；通过向巷道周围岩体安装多点位移计观测深部围岩位移量；通过钻孔窥视仪器，观测巷道围岩破碎情况。

深部极软岩回采巷道围岩变形的控制徐建春(江苏安全技术职业学院， 江苏 徐州 221011)摘要：本文通过对某煤矿深部极软岩回采巷道围岩变形情况,提出了两帮适当强度支护、底角高强锚杆支护控制底鼓、高强全锚索支护控制顶板的非均匀围岩控制策略,实际运行取得了较好的效果。

弱胶结软岩巷道变形破坏控制技术及其应用弱胶结软岩是指结构较松散、水分较多、黏性较大的岩石，通常包括
泥岩、砂岩和灰岩等。

在煤炭、金属矿山、隧道和地下工程中，随着越来
越深的开采和掘进，弱胶结软岩岩体的变形和破坏问题日益突出。

为了控制弱胶结软岩巷道的变形和破坏，需要采取一系列的控制技术。

主要措施包括：
1.预支护：在巷道推进前，采取一系列的预支护措施，如设置钢架支撑、注浆灌浆、锚杆锚固等，增强巷道的稳定性。

2.局部加固：针对岩体变形较为严重的局部区域，采取局部加固措施，如安装钢板支撑、喷射混凝土等。

3.应力控制：通过合理设计切眼和降低开采速度等措施，减小弱胶结
软岩岩体的应力水平，降低巷道变形和破坏的风险。

4.监测预警：在巷道掘进和使用过程中，设置合理的监测体系，对巷
道的变形、应力、温度等参数进行实时监测和预警，及时发现问题并采取
应对措施。

近年来，这些控制技术已广泛应用于国内外各种类型的弱胶结软岩巷
道工程中，取得了较好的效果。

但是，由于岩石力学性质的复杂性和工程
实践的多样性，针对具体巷道的变形和破坏问题，需要制定科学合理的控
制方案和实施方案，不断探索和创新，提高工程质量和安全性。

收稿日期：2012-10-15作者简介：杨凯凯（1985－），男，山东东营人，在读硕士研究生，研究方向为岩土工程。

doi ：10．3969/j．issn．1005－2798．2013．01．010深部极复杂软岩巷道围岩稳定控制技术杨凯凯，林登阁，何成松（山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室，山东青岛266590）摘要：阳城煤矿－650m 水平巷道所处地层的地质构造复杂，巷道横穿断层破碎带，围岩松动破碎，支撑压力大，支护困难。

针对这种情况，依据抗让结合的原则，对深部复杂软岩巷道采取锚杆、锚索、锚注等技术进行治理，取得了较好的效果。

关键词：水平巷道；稳定性；支护结构；二次支护中图分类号：TD353文献标识码：B文章编号：1005-2798（2013）01-0028-02随着矿井开采规模的不断加大，深部开采已成为煤矿发展的必然趋势。

随着开采深度的增加，原岩应力与构造应力不断升高，软岩增多，巷道变形量增大，支护困难［1］。

深部复杂软岩巷道与硐室围岩的稳定性控制已成为当今地下工程中的支护难题之一。

高强锚杆、注浆锚杆、锚索等支护技术综合应用的增多改善了围岩受力状态，提高了其承载力。

1工程概况阳城煤矿设计生产能力180万t /a ，井深700多m ，巷道埋深大，地质条件复杂，岩层松软，属于大埋深、极复杂条件下的软岩巷道。

－650m 水平巷道穿过季庄断层破碎带，围岩破碎，其主要成分为泥岩，岩层软弱，遇水膨胀。

此类巷道存在底鼓现象，尤其是过断层区域，巷道支护相当困难，巷道支护后不久即产生拱顶开裂和严重的底鼓现象，巷道急需修复处理。

为避免巷道再次产生变形破坏，应采取一定措施加固围岩，尤其是巷道底板的治理［2］。

文章设计采用锚杆+锚索+注浆锚杆锚注的“三锚”支护方式进行加固治理，达到了理想的加固效果。

2巷道破坏机理分析同一煤矿不同区段的变形或破坏程度不同，破坏机理也不尽相同。

影响巷道变形的因素很多，如围岩的物理力学特性、矿物组成、岩体构造、支护结构形式及施工质量等均对巷道变形产生不同程度的影响。

深部复杂构造下井底车场巷道变形及防治措施0引言在煤矿井底车场中，巷道结构系统是它最重要的建筑。

可以把它的作用分成两部分：即运输巷道以及辅助巷道。

它对井底车场的构造和容积、施工工艺、巷道数和断面、生产能力以及枢纽站连接处的位置都起到了决定性的作用。

这几年来，井底车场下的设计施工技术得到了很大的发展，但不可否认，井底运输巷道很多地方都采用了曲线布置，这样就会使巷道掘进的难度大大增加；施工过程中要耗费比较多的劳动力；井底车场巷道有很多的交叉点和接头，会让施工难度大大增加。

本文这里介绍的矿井是结构比较复杂的地质条件，巷道开发之后，因为受到断层以及其他各种因素的影响，存在巷道不完整、变形量比较大、不实用、巷道修复量比较大，要经常修复等问题。

在这里对产生巷道变形的原因，该采取的措施进行了探讨。

1矿井的地质条件矿井深部经过采掘之后，巷道的变形具有下面的几种特征：1）埋深度比较大，新生界的松散层大概为210m，基岩段约为680m，井底车场一水平的标高为-856m，埋的深度大约在890m，所埋的深度比较深，低压自然就会比较大，根据岩体力学，岩石的竖直应力大概为23兆帕斯卡；2）地质条件结构比较复杂，断层周围的煤层产状、厚度以及结构变化都比较大，井底车场主要的轨道大巷、运输大巷以及重车线都坐落在这里。

因为存在断层以及破碎带，让岩石的平稳性以及一些岩石力学的性质发生了很大的变化，给巷道的施工、使用以及修复等问题带来了很大的影响；3）大部分是软岩，因此岩性比较差。

一般井底车场施工都是在二叠系上石盒子组含煤岩层，它的岩性均由砂质泥岩、花斑泥岩以及泥岩等软岩组成，岩石不稳定，软岩的岩石力学性质比较差。

另外，岩石有比较显著的蠕变性，巷道严重变形，而且变形的时间也比较长。

2 巷道变形原理及它的防治方法深部软岩在巷道开挖以后，巷道严重失稳，变形程度比较大，而且时间又比较长，特别在结构比较复杂的位置，变形还会更加严重。

2.1巷道变形的原理总结几点巷道变形的原因如下：1）软岩自身的特性。

深部高应力软岩巷道变形破坏特征与支护技术研究摘要：随着煤矿开采深度的增加，巷道应力水平也越来越高，软岩巷道地压越发的剧烈、巷道软岩破坏严重，深部高应力软岩巷道的支护技术问题的研究越来越重要。

根据我矿主要出现变形的巷道：三条大巷，其中回风巷和轨道巷变形较严重进行研究。

关键词：深部高应力软岩巷道变形破坏支护技术1引言经济的快速发展对能源的需求量日益增加,煤矿开采规模不断扩大,开采难度逐步加大，浅部易采的矿产资源日趋枯竭,地下矿山向深部开采是必然趋势。

因此分析深部高应力软岩巷道变形和破坏的因素，寻求安全合理的巷道支护技术提供客观依据，以确保我国煤矿深部开采的安全生产。

2巷道变形破坏特征2.1两帮中下部鼓出严重帮部围岩在变形过程中,支护体会随着围岩发生整体外移现象。

巷道两帮变形不协调,中下部变形严重,上部变形程度则相对较弱。

两帮在高侧压力作用下发生严重变形,中下部鼓起、垮落,巷道断面被挤成尖桃形,复合顶板下沉严重。

顶板中央下沉位移量较大,造成棚式支护变形扭曲,锚网支护体下沉变形。

2.2围岩变形量大、速度快、持续时间长深部高应力软岩在各向应力平衡时储存有较高的能量，开挖使得这部分能量短时间内迅速释放，造成围岩的加速失稳破坏。

一般来说,巷道掘进的第1-2天变形显著,速度少的5-l0mm/d,多的50-100mm/d;后期持续变形速度为 2.0 mm/d，变形持续时间一般25-60天,有的长达半年以上仍不稳定。

2.3围岩自稳时间短、来压快所谓自稳时间,就是在没有支护的情况下,围岩从开挖到失稳冒落的时间。

实践可知，软岩巷道的自稳时间极其短仅为几十分钟到几个小时, 巷道来压快,要立即支护或超前支护,方能保证围岩不致冒落。

其时间长短又与岩体强度、地压、断面等有关。

2.4支护结构损坏严重随着围岩变形的发展，U 型钢顶部卡缆螺栓出现大量断裂；部分地段巷道右帮部柱腿与围岩分离，U 型钢跪腿屈曲和弯折失效较多；钢筋喷层撕裂严重，出现大量锚杆、锚索托盘锚空，预应力损失严重；锚杆拉断、扭弯现象较常见。

式 均 难 以奏 效 。
２ 围岩破 坏机理 分析
巷道开挖后 ，原 有 的三向应力平 衡状 态被 打破 ，变 为
双 向应 力 状 态 ，围 岩 应 力 进 行 重 新 调 整 和 分 布 ，完 整 性 较 差 的 围岩 很 快 就 会 进 入 塑 性 、粘 塑 性 和 流 变 大 变 形 阶 段 ，
ห้องสมุดไป่ตู้
图 １ 支 护 力 学 模 型
２ ２ 巷 道 变形破 坏过程 分析 ．
为模拟原支护条件 下巷 道 的变形破坏 过程 ，对原 支护 模型进行模 拟计 算 ，分 析原 支 护情 况下巷 道 围岩位 移 场、
应力场及塑性区变化情况。
如果此时支护体和 围岩之 间出现 强度 、刚度 和结构 上的不 耦合 ，会加速 围岩 的变 形破 坏 ，出现大 面 积 的顶板 下 沉、
煤
炭
工
程
２１ 第 １ ０ ０年 期
鹤煤 五矿 深 部 软岩 巷 道变 形 机 理及 控 制 对 策研 究
李国峰，李 占金 ，唐强达
（ 中国矿业大学 （ 北京 ）岩土工程研究 中心 ，北 京 １０ ８ ） ０ ０ ３
摘
要 ：针对鹤 煤五 矿三 水平轨道 下山岩巷返修 工 程破坏 特征 ，分析 了深部 软 岩巷道 工程岩
１ 工 程 概 况
鹤煤 五矿三水 平轨道 下 山延 深为一顺 层巷道 ，巷道位 于向斜轴部附近的砂质泥岩 中，属应力集 中区 ，岩层 节理 、 裂隙发育 ，岩石破 碎 ，遇水具 有膨胀 性 。五矿 三水平 轨道 下 山最初 采用锚 网喷支 护 ，２ ０ ０４年 １ 开始 施工 ，截 至 ０月
根据巷道的实测工 程地质 剖面 ，构 建如 图 １的支护 力 学模型。计算 范围 ：长 ×宽 ×高 ＝２ ｍ× ０ ４ ｍ，其 中， ０ ４ ｍ× ０

2012 年第 12 期
中州煤炭
总第 大 h 将会影响施工质量以及工人的安 以及安全， 全。固定宽度时， 采用 h = 2 m 较为理想。 卸压槽深度较大， 取得的位移变形量的补偿空 ， 。 间越大 底鼓量越小 在卸压槽深度相同的情况下， 宽度为 500 mm 比宽度为 300 mm 卸压效果更为明 显， 主要是应力集中程度向深部进一步转移 ， 位移变 故效果更好， 尤其是底鼓量进一 形量补偿空间更大， 步减小。
河南煤化车集煤矿是永煤公司的第 2 对投产矿 井， 现开采深度标高在 － 800 m 以下， 按照我国煤矿 600 ～ 800 m 为准深部， 800 深部开采对采深的界定， ～ 1 200 m 为深部。由此可见， 车集煤矿已进入深部 巷道压力显现明显， 且 开采阶段。 特别是 28 采区， 随着巷道顶部支护强度的不断加强， 巷道底板压力 显现明显， 底鼓严重， 对巷道的使用影响较大， 故车 集煤矿对底鼓控制技术进行了探索尝试 。
槡
1 + sin φ 1 － sin φ
1
28 采区轨道下山概况
车集煤矿 28 采区轨道下山将为车集煤矿整个 28 采区辅助运输、 管路、 供电及进风系统服务， 巷道 服务年限与 28 采区相同。28 采区位于 26 采区下 部， 二2 煤层底板标高在 － 1 060 ～ － 810 m， 在 11 — 15 勘探线之间， 西部浅部以 F5 正断层为界， 深部以 DF024 和 DF025 正断层为界， 东部以 DF082 断层煤柱为 界； 上部临近 26 采区， 下部至井田边界。 28 采区最大主应力呈近水 经现场地应力测试， 平方向， 其数值为 σ1 = 18. 91 MPa， 与铅直方向夹角 为 100. 1° ； 中间主应力 σ2 = 15. 89 MPa， 几乎近水 与铅直方向夹角为 89. 4° ； 最小主应力 σ3 = 9. 42 平， MPa， 近铅垂向， 与铅直方向夹角为 10. 1° 。 实测得 到的水平应力大于垂直应力， 地应力特征属水平应 力场型。 故 在 模 拟 时 取 水 平 方 向 应 力 σ = 18. 9 MPa， 垂直方向应力按上覆岩层所受重力计算 。 采用应变软化模型， 使用莫尔—库仑 （ Mohr— Coulomb） 屈服准则计算：

文 章 编 号 ：６ ３ ０ ９ ２ ０ １ — ０ ０ ０ １ ７ —１ ６ （ ０ ８）０ ０ ０ — ０
引言
九龙矿设计能力 １ ０万 ｔ ２ 。该矿北二轨道下 山位于 ２号下煤底 板砂泥岩中， ２号下煤底板 ２ 距 ０余米 ， 埋深达 ８ ０余米。巷道 断面 ０
为半圆拱形， 净断面宽 Ｘ 为 ４ ０ 高 ４ ０ ｍｍ ８ ０ ｍｍ。因该下 山位 Ｘ３ ０ 于 向斜轴 上， 两侧存在采空区 ， 从而巷道在深部高应力、 构造应 力和 采动集中应力 的共同作用下， 已发生严重变形破 坏。而该巷道还将
ｊ 煤 矿 天 地
深部复杂 区域 软岩巷道 的稳定 性控制
李超 峰 （ 峰峰集团 矿 九龙
摘要 ： 深部软岩 中， 采取锚 喷支 护与型钢支 架等复合支护 ， 加强巷道 关 锚 注 加 固 方案 用 型钢 支 架 与 喷 网 初 次 支 护 和全 断面 锚 注 加 固 基 采 键部位 的支护 （ 索 ） 锚 ， 改善结构 的受力状态 ； 浆后改善岩体 特性 ， 注 提高支 础上 ， 增设底板反底拱和底板注浆的方案。 护结构的承载 力和支护结构 的整体性与稳定性。 ２２１ 已变形断面的扩修。 已发生严重变形的巷道 ， ＿． 对 无法满足 关键词： 深部软岩 锚喷支 护 支护结构 后期生产和安全的需要 ， 必须对其断面刷大和支护。考虑到巷道后 中图 分 类 号 ：Ｄ ２ ３ 文献 标 识 码 ： Ｔ ６ Ｂ
面 临两 侧 工作 面 回 采 ， 时 在 深 部高 应 力 和 极 复 中应 力作 用 下 ， 然造 成 更 严 重 的 变形破 坏 。 必
１ 巷 道 变 形破 坏 特 点 １１存 在 问 题 ． １１１因巷道围岩主要为砂质泥岩 ， ．． 其饱和抗压 强度在 ９９ — ．１ １ ．７ ＭＰ ６８ ａ之间， 属弱软岩石， 软化 系数为 Ｏ２ ．， ．一Ｏ３ 说明水对砂质 泥岩 的力 学性 质 影 响 较 大 。在 深 部 静 压 条件 下 ， 道 已处于 极 不稳 巷 定状态中 ， 如果再经受跨采动压作用， 必然发生严重的变形破坏。 １１ 深部 高 应 力和 构 造 应 力 的叠 加 ，使 巷 道 围 岩水 平 应 力远 ．． ２ 高于 垂直 应力 ， 塑性 区扩 大 ， 帮 和底 板 围岩 碎 涨 变 形 加 剧 ， 使 两 出现 锚 固 与注 浆 施 工 同 时进 行 。 明 显 的两 帮 内挤 和 底 鼓 。 时 ， 同 采动 使 巷 道 处于 集 中 保 护煤 柱 中 ， 又 ２２５ 混凝土反底拱与底板注浆。根据底板的变形确定 是否采 ．． 增加 了垂 直集 中应 力 ， 岩 变形 不 止 ， 期 处于 不 稳 定状 态 中。 围 长 用底板反底拱和底板注浆加强支沪 。 １１ 巷道 围 岩软 弱 ， 用 锚 喷 支护 时 ， 参 数 未 能根 据 巷 道 围 ．． ３ 采 其 在顶 帮 复 喷前 卧底 ， 到要 求 的底 拱 深 度 后 ， 喷 浆 ， 用喷 浆 达 再 利 岩特 点 、 层 赋 存厚 度 、 向及 其 埋 深 等 确定 ， 然 依 据工 程 类 比法 岩 倾 仍 回弹料在巷道底板形成 ～初步面 层结构 ， 并预埋注 浆短管 ， 铺设金 确定 支护 参数 （ 间排距 ７ ０～８ ０ ０ ０ ｍｍ，锚 杆 为 Ｄ ０ ０ ０ ２ ｍｍ Ｘ２ ０ 属网 ， 然后利 用搅拌 混凝 土制作底板反底拱面层 结构 ， 再利用预埋 ｍｍ ） 法 适 应 围 岩 大 变形 要求 ， 出现 锚 杆 随 围 岩 一 起 发 生 大变 ，无 注 浆 管对 底 板 注 浆加 固 。 形。 虽然用锚索加强支护 ， 但仍出现锚索随岩体同步变形， 未能发挥 待底板注浆加固体达一定强度后 ， 再在底板打 眼安装螺纹钢锚 锚索的高承载 能力与高约束作 用。 杆和内注 浆锚杆 ， 并利用内注浆锚杆对底板深部实施注浆加固。最 １１ 针对锚喷支护存在的问题 ， 。． ４ 在锚 喷支护基础上增设 Ｕ型 后利用素混凝土浇筑巷道底板面层结构。 钢支架加强支护。但 Ｕ型钢支架 与喷层间通过坑木等连接 ， 存在较 ２２６全断面深孔高压补 强注浆加固。 －－ 大的架后空隙 ，在一次锚喷支护变形逐步丧失作用时 ， Ｕ型钢支架 跨采动压作用前， 支护结构的变形量较大 ， 接近允许变形量时 ， 才逐 步 发挥 作 用 ，且 喷层 开 裂 后 支 架 无 法 阻止 围岩 的 风 化 碎 涨 ， 必 采 用 全 断 面 深 孔补 强注 浆 对 围 岩 再 加 固 。 其 孔 深 ４０— ． ， 的 ． ５０ 孔 ｍ 然 导致 围 岩 变形 的 进 一步 加 剧 。 间 排 距 可 为 ２１ Ｘ２１ ， 浆压 力可 达 ３０～ ． Ｐ ， ．ｍ ．ｍ 注 ． ５０ ａ 封孔 长 度 不 Ｍ １１ 采用 注 浆 法 加 固围 岩 ， 有效 改 善 围 岩特 性 。 目前 的注 ．． ５ 能 但 小于 １０ ｍｍ ， 管 可 采用 焊 接 管 制作 。 ０ 短 浆 方法 未 能根 据 围 岩 的 松动 范 围 、 透 特 性 及 加 固 体 力 学性 质 确 定 渗 ２２７ 跨采 动压 作用 后 的 补强 加 固 。 道经 受 跨采 动 压 作用 后 ， ．． 巷 注浆参数 ， 无法保证注浆后能形成有效的支护结构 ， 且对巷道底角 局部 可能出现喷层开裂等现象。对开裂的喷层 处理后再喷浆封 闭。 和底 板破 碎 岩 体 未 实 施注 浆 。 如 变 形 较 大 ， 用 局 部 注 浆 进 行 补 强 加 固 ， 证 巷 道 支 护结 构 的 整 采 保 １１ 由于围岩软 弱 ， ．． ６ 支护参数不合理， 多种支护结构不能共同发 体性和承载能力。 挥作 用， 从而出现严重自 变形。从局部 失稳 到整体 失稳 ， 法 对破 驮 无 ２３ 施 工 工 艺 ． 碎 的巷 道 围岩 提供 有效约束 ， 不能满足深部高应力和跨采动压 力 ２３１巷道断面 的刷大 与初 次型钢支架 与喷网和二次锚 固支 ．． 的要求。 护。巷道断面刷大后及时采用 Ｕ型钢支架和金属网进行支护， 并喷 ２ 北 二 轨 道 下 山修 复 与加 固方 案 浆封闭 ， 完成 ２ —３排型钢支架和 喷网支护后 ， 及时实施顶帮及底角 ２１确定技术方案的整体 思路 ． 锚 固支护（ 含高强度螺纹钢锚杆和 内注浆锚杆 Ｊ 喷浆封孔。 ， 并 针对九龙矿北二轨道下山等存在的变形失稳 等问题 ， 其修 复与 ２３２ 巷道顶帮与底角注浆加固。滞后巷道扩修与支护工作面 ．－ 加 固技 术 方案 时的 整 体 思 路 为 ： 分考 虑 支 护 的 整体 性 、 构 性 、 充 结 全 ２ ３ ｍ ， 用锚 固 支 护 中安 设 的 内注 浆 锚杆 对 巷 道 顶 帮和 底 角 进 ０— ０ 利 面性 、 有效性和时效性 ， 采用 ２次支护方式形成有效结构 ， 并加强底 行注浆加固。根据 实施加固后围岩变形和支架受力情况 ， 确定是否 角和 底 板 支 护 ， 形成 全 断 面 支 护 ， 善 支 护 结 构 的整 体 性 ， 巷 道 能 改 使 拆 除 Ｕ 型钢 支 架 ， 如拆除支架 ， 则需要复喷以保 持支护 体表 面 的 完整 。 适应 深 部 高应 力和 跨 采动 压 的 作 用 。 ２３３ 底板 反底拱与底板注浆。滞后 与全 断面 注浆后 １ ．． Ｏ一１ ５ ２２初步方案与主要参数 ． 天 实施底板反底拱与底板注 浆。 拟采取两种方案 ： 型钢支架与喷网初次支护基础 上进 行全 断面 ２３４ 深部注浆补强加固。根据巷道初次支护和二次注浆加固 ．．

关于软岩巷道变形特征及其支护技术的探讨【摘要】随着开采深度的增加，软岩巷道面临的问题日渐突出。

文章首先阐述了软岩的分类和软岩的特征，然后对软岩巷道的变形特点和影响因素进行了分析，最后在此基础上提出了软岩巷道的支护对策。

【关键词】软岩；巷道；支护技术近年来，随着矿山开采深度的增加和范围的扩大，不稳定及极不稳定围岩与日俱增，特别是部分开采时间较长的矿井，都存在着软岩巷道支护问题。

部分或全部布置在软岩中的巷道易失稳变形破坏，表现为底鼓，两帮内挤出现折帮，顶板由于断裂、离层而造成掉顶或冒顶等，传统的支护方式已经满足不了生产的需要，造成巷道维护困难，失修严重，多次维护成本高，矿井生产效率低下。

为此，需充分理解软岩巷道变形的机理及支护原理，采取合理的支护措施并选择合理的采矿方法，以保证矿山的安全生产。

1 软岩分类及特征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变形的机理作为分类的主要依据，软岩分为五类：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）可塑性，由于软岩胶结程度差，结构疏松，孔隙率高，强度低，粘土矿物亲水性强，在工程力和水的作用下矿物质分子结构发生变化，吸附水分子形成水化膜，从而使岩石具有极大的可塑性，岩石强度急剧降低，在无控制条件下失去自身支承能力。

（2）膨胀性，软岩在水作用下产生体积膨胀现象。

（3）崩解性，软岩在物理、化学、力学等因素作用下发生鳞片状解体。

（4）流变性，有韧性的软岩受力发生流变，其过程与时间密切相关。

（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 软岩巷道变形破坏特点及其影响因素2.1 软岩巷道的变形特点（1）软岩巷道的变形呈现蠕变变形三阶段的规律，并且具有明显的时间效应。

ｓ ｅ ｓ ｃ ｎ ｅ ｔ ｔ ｎ， ｎ ｕ ｌ ｂ ｌ ｅ ｃ ｒｙｎ ａ ａ ｉ ｆｄ ｅ ｏ ｋ， ａ ｅ ｎ ｅ ｅ ｔ ｅｙ ｃ ｎ ｒｌ ｄ ｎ ｎ ｉ ｅ ｇ ｅｏ ａｉ ｎ ｏ ｔ ｓ ｏ ｃ ｎ ｒ ｉ ａ ｄ ｆ ｌ ｍｏ ｉ ｚ ａ ｒ ｉ ｇ ｃ ｐ ｃｔ ｏ ｅ ｐ ｒ ｃ ｉ ｈ ｓ ｂ ｅ ｆ ｃｉ ｌ ｏ ｔ ｌ ｏ ｌ ａ ｌ ｅ ｄ ｆ ｒ ｔ ｆ ｒ ａｏ ｙ ｉ ｙ ｔ ｖ ｏｅ ｎｒ ａ ｒ ｍ ｏ ｌ ｒ ｓ ｈ ｔ ｔ ｅ ｒ ａ ｗ ｙ ｓ ｃ ｉ ｏｍｅ ｏ ｌ ｔ ， ｌ ｓ ｄ ｓ ｐ ｏ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ． ｈ ｒ ｂ ｎ ｕ ｎ ｏ ｇ—ｔ ｒ ｔｂ ｌ ｙ ｏ ｕ ｒ ｕ ｄ ｎ ｆ ｏ ， ｏ ｔ ａ ｎ ｉ ｏ ｄ ａ ｅ ｔ ｎ ｆ ｒ ｄ ａ ｃ ｍｐ ｅｅ ｃ ｏ ｅ ｕ ｐ ｓ ｎ ｙ ｔ ｍｓ Ｔ ｅ ｅ ｙ ｅ ｓ ｒ ｇ ｌｎ ｏ ｅ ｒ ｏ ｉ ｅ ｓａ ｉ ｔ ｆｓ ｒ ｎ ｉ ｇ ｍ ｉ ｏ ｒ ｃ ｎ ｏ ｎ ｒｄ ｃ ｉｎ ｓｆ ｔ ． ｏ ｋ ａ ｄ ｃ ａ ｍｉｅ ｐ ｏ ｕ ｔ ａｅｙ ｌ ｏ
力， 底板 的非线性大变形得到 了有效地控制 ， 使整个 巷道 断面形成 完整 、 封闭 的支护系统 。进 而保证巷 道
围岩的长期稳定及矿井的安全生产。 关键词 ： 软岩底板 ； 剪切滑移 ； 步联合支护 ； 分 应力集 中 中图分类号 ：Ｄ ２ ． Ｔ ３２ １ 文献标识码 ： Ａ 文章编 号 ：０５ ２９ （０ ２ ０ — ０ ５ ０ １０ — ７ ８ ２ １ ）４ ００ — ３
Ｌａ ｇ ｆ ｒ ａ ｉ ｎ Ｃｏ ｔ ｏ ｆ Ｃｏ ｌＭ ｉ ｅ Ｄｅ ｐ Ｈｅ ｇ ｔ ｒ ｅ Ｄｅ ｏ ｍ ｔｏ ｎ ｒ ｌｏ ａ ｎ ｅ ｉ ｈ ｓ

深部巷道围岩稳定怍控制技术□刘汞晋能控股晋城堞炭事业部赵庄煤业，山西长治 046600摘要：在煤炭开采深度逐渐增加的过程中，由于地质条件更为复杂，所需要的煤炭支护技术的科技性含量将会越高。

由于深层煤炭巷道内部所产生的结构性较为不稳定，且容易遭受裂缝现象和破碎现象的影响，从而可能会造成整个支护工艺效用的发挥效果较弱。

在我国，具体科研人员经过多年研究之后发现，柔层桁架支护技术作为一种高科技的工艺手段可以有效的针对深层巷道交叉点的支护，不仅可以在锚杆支护不断重叠和加强的过程时提高整个巷道的承压能力和可控制性，还可以再结合其他支护作用的过程时，对整个岩层的稳定性起到辅助性作用。

本文结合笔者多年工作经验，对深部巷道围岩稳定性控制技术提出了 一些建议，以供参考。

关键词：深部巷道；围岩稳定性；控制技术0引言针对煤业煤层的深部巷道围岩稳定性方案设计时，巷 道在原有支护方式下大M支架发生断裂及围岩变形破坏严 重的情况，提出巷道围岩控制技术^1。

根据现场的破坏情 况，提出在原有支护上的修复加固方案。

通过对巷道围岩 表面位移量和深部围岩变化进行持续矿压监测得到，深部 围岩并未扰动。

可知在该种修护加固方案下，大巷的严重 变形得到了有效控制，满足安全生产要求|4_51。

1巷道围岩变形特征相关工作人员在对巷道围岩发生变形时的现象进行具 体的观测之后，可以得到变形特征的主要数据表现为以下 几个方面：（1)泥质胶状是整个巷道围岩发生变形时所存 在的主要物质。

（2) —旦泥岩发生破碎之后，整体的分裂 性发展速度将会提高，所形成的裂缝面积也将会大大激增(3)在周围环境的不断影响之下，软岩的胶结性能较差，甚至可能会对整个巷道掘进工作产生限制性影响作用。

2巷道围岩失稳机理在对巷道进行有效的开发和利用之前，内部岩层之间因其为破坏性而产生稳定且统一的应力，分布均匀且较为 平稳。

然而一旦巷道掘进工艺开始之后，原有的平稳性将 会被打破，裂缝以及相应的破坏力和强度的下降等现象都 会相继出现。