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高应力软岩巷道支护参数优化与实践
丁华;刘建庄;王之东
【期刊名称】《陕西煤炭》
【年(卷),期】2014(033)003
【摘要】开滦林南仓矿-650 m水平巷道以深埋高应力和泥质软碎围岩为主要特征,普通的锚喷技术难以适应围岩的非线性大变形,通过分析高应力泥质软岩巷道的破坏机理及变形规律,提炼了主要支护难点并利用FLAC3D软件进行了模拟计算,优化了支护方法与参数,确定在支护难度较大的地段需匹配0.5 MPa以上支护强度,其实施方法为29U架棚壁后充填结合腿部锁腿和锚索强化,实践中取得了较好的技术经济效果,为同类巷道的施工提供了有益的指导和借鉴.
【总页数】5页(P1-4,14)
【作者】丁华;刘建庄;王之东
【作者单位】河北联合大学河北省矿业开发与安全技术重点实验室,河北唐山063009;开滦(集团)东欢坨矿业分公司,河北唐山064002;河北联合大学河北省矿业开发与安全技术重点实验室,河北唐山063009;河北联合大学河北省矿业开发与安全技术重点实验室,河北唐山063009
【正文语种】中文
【中图分类】TD353
【相关文献】
1.柳泉煤矿高应力软岩巷道支护参数优化与工程实践 [J], 沈现永;吴宝森;周计彬;杨战标;崔泰贺;王旭锋
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3.高应力软岩巷道支护技术实践 [J], 崔小波
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5.深部高应力软岩巷道支护参数优化 [J], 曹仁贵
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《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。
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。
