软岩巷道支护

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。

强风化软岩巷道支护及其稳定性阐述随着矿山深度开采的不断加深，地下巷道的建设和支护问题越来越受到矿山工程师的重视。

在地下煤矿开采中，强风化软岩巷道的支护和稳定性是一个十分关键的问题。

强风化软岩巷道的形成和演化是伴随矿山深部开采而产生的，而且其造成的巷道支护问题极大地影响了矿山的生产和安全。

深入研究强风化软岩巷道的支护及其稳定性，对于制定科学合理的巷道支护方案具有十分重要的意义。

一、强风化软岩的特点1.1 岩石结构疏松强风化软岩是由于受到长期风化作用而形成的，其岩石内部结构呈现疏松状态。

这种疏松的结构使得强风化软岩的强度和稳定性明显下降，易发生破坏。

1.2 高含水量强风化软岩中水分含量高，不仅使得岩石本身的强度下降，而且还会引起地下巷道周围的土壤结构松散，导致巷道的稳定性受到威胁。

1.3 易溶性强风化软岩中常含有大量的可溶性矿物质，一旦遇到渗水就会溶解形成空洞，从而影响巷道的稳定性。

1.4 高地应力地下巷道是矿山开采的主要通道，而且常常是在地下数百米的深处，受到巨大的地应力作用。

这种高地应力不仅容易使得强风化软岩产生变形和破裂，而且还会造成巷道支护结构的变形和破坏。

二、强风化软岩巷道支护的关键技术2.1 地质勘察在进行巷道支护前，必须对强风化软岩巷道的地质情况进行详细的勘察，明确其岩层构造、岩性特征、岩层倾向和倾角等信息。

只有充分理解了巷道所处地质环境的特点，才能制定出针对性的支护方案。

2.2 合理的支护结构设计针对强风化软岩巷道的地质特点，需要设计相应的巷道支护结构。

一般采用的是采用钢拱或者混凝土梁支护，以增强巷道的整体结构强度，防止巷道因地应力和强风化软岩的破坏而造成坍塌。

2.3 合理选择支护材料在巷道支护中，选择合适的支护材料也是非常重要的。

一般可以用钢拱、锚杆、玻璃钢管和喷锚混凝土等材料来进行支护，同时还可以选用高性能聚合物材料进行喷射防护，以增强巷道的整体结构强度。

2.4 积极进行预应力锚杆支护在巷道支护中，采用预应力锚杆的支护方法是一种有效的措施。

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。

软岩巷道支护施工存在的问题及控制对策软岩巷道支护一直是困扰煤矿安全生产的主要问题之一。

本文以水矿集团某煤矿巷道施工为工程背景，根据现场调研情况，分析了巷道支护施工中存在的主要问题，如巷道超挖严重、）锚杆孔位及预紧力与设计值相差过多等，并提出了相应的控制对策。

标签：软岩巷道；支护；施工0 引言软岩巷道支护一直是困扰煤矿安全生产的主要问题之一。

由于含有膨胀性粘土矿物，软岩遇水容易膨胀，导致整体强度降低、胶结程度差，巷道掘进和支护困难，早起的锚杆支护理论和技术适用于中硬、硬岩的围岩条件中，此时也已不在适用。

为解决此类问题，我国学者也开展了大量的研究和实践，如围岩强化技术体系、分布动态控制体系、让压支护技术体系等，其核心技术是采用高强预应力锚杆、锚索，配合U型棚、喷注浆等手段，实现围岩和支护体系的统一承载、动态控制，目前在理论和工艺方面都取得了良好的成绩。

但是再巷道支护施工过程中，仍然存在一些问题。

本文以水矿集团某矿为例，多名技术人员在掘进工作面跟班进行支护质量监测及矿压观测测站安装，根据现场调研统计情况，对巷道支护施工方面存在的问题进行了整理和分析，并提出了相应的控制对策，以期为巷道支护施工提供一定的借鉴。

1 巷道支护施工存在的主要问题根据调研情况，目前巷道支护施工主要存在以下问题：（1）巷道超挖严重，成形较差。

与设计巷道断面尺寸相比，最大超挖处超过500 mm，此巷道虽然为半煤岩巷，但因为巷道围岩松软破碎并存在煤岩互层，围岩揭露后短时间内即垮落，造成帮顶凹凸不平，护表材料和围岩存在架空区间，锚杆、锚索多有锚空现象。

（2）锚杆孔位及预紧力与设计值相差过多。

①设计要求锚杆孔必须垂直于岩面，但实际施工中多有钻机在同一个位置上连续打几个孔都不移位的现象，造成锚杆孔位与设计轴线相差过大，而锚杆螺母又没有采用调心垫，最后难以有效提高预紧力矩，要求锚杆孔与设计线差值不超过5度。

②施工设计要求帮锚杆预紧力矩不小于250 N·m，顶板锚杆不小于300 N·m，除钻机安装时拧紧后尚需要人工二次加扭，但根据安装的两个托锚力测站，帮顶部共计11块压力表，扭矩小于200 N·m，经测量初始预紧力介于1.1～17 kN远远达不到设计要求的60～80 kN。

软岩回采巷道支护设计软岩巷道支护历来是巷道工程的难题，通过对软岩巷道的特征分析，及支护原理和方法的论述，对到清矿回采巷道支护方式进行了设计，并给出了相应的建议和措施，取得了良好的效果。

标签：松软岩；锚杆；巷道1 软岩巷道的特征软岩巷道最明显的特征是地压显现比较剧烈，巷道维护困难，主要表现在围岩的自稳时间短、来压快、围岩变形量大、速度快、持续时间长、四周来压、底鼓明显、遇水膨胀、变形加剧，可以用4个字来概括：松、散、软、弱。

2 松软岩巷道支护原理软岩层巷道支护的着眼点应放在充分利用和发挥自承能力上。

支护原理是：根据岩层不同属性，不同地压来源，从分析地压活动基本规律入手，运用信息化设计方法，使支护体系和施工工艺过程不断适应围岩变形的活动状态，以达到控制围岩变形、维护巷道稳定的目的。

具体的说，有以下几个方面：1）必须改变传统的单纯提高支护刚度的思想，支护结构及强度应与加固围岩、提高围岩自承能力相结合，与围岩变形及强度相匹配，实践证明，单纯提高支护刚度的做法是难以奏效的；2）必须采取卸压、加固与支护相结合的方法，统筹考虑、合理安排，对高应力区，要卸得充分，对大变形区，要让得适度，对松散破碎区，要注意整体加固，对巷道围岩整体要支护住；3）进行围岩变形量测量，准确地掌握围岩变形的活动状态，根据测量结果进行反馈，以确定二次支护结构的参数，确定补强时间，再次支护时间和封底时间；4）肃立综合治理、联合支护、长期监控的支护思想体系。

3 松软岩巷道支护原则早期的支护理论沿用地面结构工程原理设计支护参数，围岩是支护的对象，支护只是人工构筑的承载工具而已。

然而，现在岩石力学揭示，岩石破裂后具有残余强度，松动破碎围岩仍具有相当高的承载能力，围岩既是支护压力的根源，又是抵抗平衡原岩应力的承载体，而且是主要的承载结构体。

支护的作用在于维护和提高松动围岩的残余强度，充分发挥围岩的承载能力。

因而，在松软岩巷道支护中，要遵循以下几方面原则：1）维护和保持围岩的残余强度原则。

深部软岩巷道支护技术研究1. 引言1.1 研究背景深部软岩巷道是指岩石中深埋处于较高地应力状态下的巷道。

由于深部软岩的强度较低，岩溶作用较强，岩体结构较复杂，深部软岩巷道在工程施工中往往面临较大的支护难度和风险。

随着我国经济建设和交通基础设施建设的不断发展，深部软岩巷道工程的需求越来越大，对支护技术提出了更高的要求。

目前，国内外对深部软岩巷道支护技术的研究也逐渐增多，一些新的支护方法不断涌现，为工程实践提供了更多选择。

由于深部软岩巷道的特殊性和复杂性，现有的支护技术仍存在许多不足之处，例如支护效果不理想、施工难度大、施工周期长等问题。

对深部软岩巷道支护技术的研究仍然具有重要意义，有待进一步深入探讨和改进。

【研究背景】的明确，有助于引导研究人员深入开展相关工作，提高深部软岩巷道工程施工的技术水平和质量。

1.2 研究目的研究目的主要是通过对深部软岩巷道支护技术的研究，探讨如何有效地提高巷道的稳定性和安全性，降低工程施工风险，为工程建设提供可靠的技术支持。

具体包括以下几个方面的目的：1. 分析深部软岩巷道的岩体特征，了解其力学性质和变形规律，为选择合适的支护措施提供依据。

2. 探索深部软岩巷道支护技术的研究方法，寻找适合实际工程的有效解决方案。

3. 改进和创新现有的支护技术，提高巷道的支护效果和工程质量。

4. 基于实践案例的经验总结，提出结论，并为未来深部软岩巷道支护技术的研究方向和应用推广提供建议和借鉴。

1.3 国内外研究现状国内外在深部软岩巷道支护技术方面的研究取得了一定的进展。

国内主要集中在深部软岩巷道支护技术的应用实践和经验总结上，已形成了一套较为成熟的支护技术体系。

采用高强度锚杆支护、锚网喷锚等技术，有效控制软岩巷道的塌方和失稳问题。

而国外则更注重对深部软岩巷道岩体特征及支护技术的理论研究，以及新型材料和装备的应用。

在岩体力学、岩土工程、支护材料等方面取得了很多创新性成果。

目前国内外在深部软岩巷道支护技术研究中仍存在一些共性问题，如对于软岩巷道的合理支护结构设计以及支护材料的选择等方面的系统研究不足。

关于软岩支护技术前言巷道支护是井工开采工程的核心，是一切安全生产和效益的基础，随着开采条件的日益恶化，采深的迅速增加，支护对井工开采的制约作用日趋明显，先进采矿方法能否实现，在很大程度上取决于巷道支护状况和有效断面能否得到保证。

第一节，深井巷道围岩强化支护技术体系及实践一，深部高应力巷道：常规支护不能满足要求的一类巷道。

1，采用传统的架棚支护、锚杆支护都不能有效维护巷道。

2，以德国为代表采用U型钢可缩性支架、壁后充填、预留变形量架棚支护的方式，也不能有效维护巷道。

3，常常在掘进时就需要多次卧底、返修。

为此：出路在于发展新型锚杆类支护综合治理比较乐观，目前遇到的大部分问题可以得到解决或改善。

如：德国向我国输入U型钢可缩性支架、壁后充填技术，在德国使用范围400-600米深，可是在我国达到400米深度就解决不了我国的问题。

二，深部支护问题：1，相当一部分埋深达到800-1000米的深井巷道支护难度不大，可以采用常规的支护技术解决，因此深井巷道支护并不都属于复杂困难支护巷道，我们关心的焦点是深部难支护巷道称为深部支护问题。

2，它通常是指主要由于巷道埋藏深度导致的围岩较高的水平应力，使相对软弱的岩体发生大范围破坏，并产生大变型的一类工程支护问题。

三，复杂困难条件：1，由于地层运动和成岩过程产生的强构造应力集中区，水平应力通常较大；这类构造区域内巷道变形有自身规律，其中顶板支护的安全可靠性要求较高。

2，膨胀性岩体、泥质岩体遇水泥化等条件，由于物理化学原因导致的岩体力学承载性能的衰减、岩体的变形等。

3，由于开采造成的次生应力集中区产生的巷道支护问题。

四，深井软岩成为支护重点：1，深部高应力巷道的两个显著特点：（1），原始应力水平相对围岩强度高。

（2），采动附加应力更趋强烈、围岩破碎区范围进一步加大，不易形成结构效应。

2，时间效应强烈、变形速度快，不易长期维护：（1），第一类，围岩软弱型、即软岩巷道；（2），第二类，采动影响型、即动压巷道；（3），第三类，深井高应力型、即深井巷道；五，巷道大变形、难以支护原因：1，围岩松软破碎：单轴抗压强度﹤10-20MPa；2，高应力：（1），深井（自重应力）（2），采动应力（原岩应力的3-6倍）；（3），构造应力；3，松散破碎+高应力。

管理及其他M anagement and other矿井下软岩巷道支护措施研究公维明，徐勤成摘要：矿井下软岩巷道支护措施的研究具有重要的意义。

随着矿井开采规模的增大和开采深度的不断加大，软岩巷道的支护与维护问题显得越来越突出。

软岩问题直接影响安全高效生产。

软岩巷道支护的目的主要是控制围岩变形，维护巷道稳定。

为了实现这一目标，需要根据岩层的不同属性和地压来源，运用信息化设计方法，使支护体系和施工工艺过程适应围岩变形的活动状态。

此外，由于硬岩和软岩上岩体的特点存在差异性，应当选用适宜的支护方法。

对软岩巷道支护措施的研究不仅有助于提高开采效率和质量，还能确保作业的安全性。

关键词：矿井；软岩巷道；支护措施矿井下软岩巷道是指在开采过程中，由于上方的岩石较软，容易发生变形和破坏，从而需要采取特殊的支护措施来维护巷道的稳定性。

矿井下软岩巷道是开采过程中的重要组成部分，其稳定性和安全性对矿的正常生产和人员安全具有重要意义。

然而，由于软岩巷道的地质条件复杂，受地下水、地应力等因素的影响较大，容易发生变形、破坏等问题，给生产带来很大的安全隐患。

因此，研究矿井下软岩巷道支护措施具有重要的理论和实践意义。

1 软岩巷道的特点及支护难点1.1 软岩巷道的特点1.1.1 岩石性质差软岩巷道的岩石强度通常较低，抗压强度一般在10MPa～30MPa之间，甚至有的只有5MPa～10MPa。

此类巷道围岩胶结程度往往较差，且具有强烈的吸水性，当吸收水分后，岩石会膨胀，进一步加剧了巷道围岩的稳定性问题，影响了岩石之间的连接性，这使得软岩巷道在受到外力作用时，容易发生变形和破坏。

加上随着浅部资源的逐渐采空，矿井开采逐步向深部转移，大埋深、急倾斜、高应力环境、构造复杂、围岩破碎、采动影响等因素叠加，给矿井巷道维护带来了更多的挑战。

1.1.2 地下水丰富地下水丰富会增加矿井下软岩巷道的施工难度。

一方面，地下水的存在会影响施工进度，因为需要采取措施排除或减少地下水的影响；另一方面，地下水可能会影响施工质量，如导致喷射混凝土不均匀、锚杆安装困难等。

软岩巷道支护技术分析【摘要】在煤矿生产建设的过程中，软岩巷道的支护与加固一直是一项建筑难题，尤其是在高应力软岩巷道的支护中，控制起来比较困难。

对软岩巷道支护技术的相关问题研究，不仅够提高软岩巷道控制水平，对整个软岩工程建设也有重要的现实意义。

【关键词】软岩巷道；支护；技术我国煤炭产量与消耗量都居世界第一，煤炭工业对我国的经济发展与人们的生产生活息息相关。

大量的煤炭需求，使得我国煤炭的开采进度逐年加快，而伴随着煤炭资源的减少，其开采难度也进一步加大，煤炭开釆面临着更为复杂的地质条件与开采难度。

其中，很多巷道都需要布置在软岩中或巷道的围岩较为破碎的地质区域中。

这样的结构通常比较松散且容易破碎，抗高压的能力较低，在防护与维修方面，不但频率较高，控制技术也有困难。

据统计，我国煤炭巷道年掘进量已经超过6000千米，其中软弱及破碎围岩中的巷道掘进量大约占10%，其中每年需要返修、维护的软岩巷道大约在100千米左右。

软岩巷道的维护，不但影响了煤炭生产效率，给煤炭企业经济效益带来较大影响，最重要的是给巷道的安全带来了巨大的隐患，危及井下工作人员的生命安全。

一、软岩巷道概述1.软岩的概念与分类软岩是一种复杂的岩石力学介质，在特定环境下的具有明显塑性变形。

我国地质研究中，将软岩划分为地质软岩和工程软岩两大类。

地质软岩即强度低于25MPa的结构松散、节理发育、孔隙度大、胶结度差、容易风化膨胀性的一类岩体。

工程软岩是在工程力作用下，岩体发生显著塑性变形的岩体总称，是在地质软岩的基础上，强调工程力的作用效果。

2.巷道围岩变形破坏机理分析对于煤炭开采工程中，巷道围岩的变性因素要成为人们主要的考虑内容，围岩的变形和破坏主要受到地质因素和技术因素的影响。

在地质因素方面，不同的围岩岩性和结构状态使得巷道围岩受到应力有区别，形成应力差，加上岩体本身的强度、结构、胶结程度等等方面的影响，都会对巷道围岩变形破坏。

应力作用是造成巷道围岩变形破坏的外因因素。