下载文档原格式
千米深井软岩巷道破坏机理及支护技术研究本文以《千米深井软岩巷道破坏机理及支护技术研究》为题旨，针对千米深井软岩巷道施工中破坏机理及技术研究进行深入分析，从而探讨支护技术的思路，丰富和完善千米深井软岩巷道支护施工技术。
千米深井软岩巷道施工是当今经济发展的重要部分，由于软岩中存在大量的裂隙和疏松的特性，施工中容易出现破坏。
因此，开展千米深井软岩巷道破坏机理及支护技术研究，既可以有效防止施工中出现破坏，又可以为施工后的支护技术提供参考。
首先，要了解千米深井软岩巷道施工中破坏机理。
千米深井软岩巷道施工中的岩体破坏机理主要有裂缝的扩大、裂缝的消失、岩体的崩落、破碎和蜂窝状破坏等。
岩体裂缝的扩大是由于施工时岩体受到外力的作用，而引起的，裂缝的消失是指受到破坏力的冲击，裂缝中的积水蒸发而消失，岩体的崩落是指巷道施工中受到力的冲击，岩石由于结构损坏而崩落，破碎是指施工时施加的冲击力太大，形成破碎，蜂窝状破坏是指施工时施加的冲击力导致岩石由拉断而变形，出现孔洞。
然后，探讨支护技术的策略。
千米深井软岩巷道的支护技术主要分为外支护技术、内支护技术、水平支护技术和混凝土支护技术。
外支护技术是指在施工时采用外部支护设施，以防止受到外力的作用而产生破坏；内支护技术是指在施工时采用内部支护设施，以防止岩体受到外力作用；水平支护技术是指在施工时采用水平支护设施，以防止施工中出现水平破坏；混凝土支护技术则是指在施工时采用混凝土，以加固岩体结构，防止施工中发生崩落等破坏。
最后，要对施工工艺进行优化。
千米深井软岩巷道施工工艺优化是防止施工中出现破坏的关键步骤，包括使用更大的岩削工具和更大的力量，使用超大钻头和抗冲击技术，进行断面缩小，采用支护单元施工，采用步进发掘工艺，加强安全管控，在施工现场控制地表压力，建立安全措施，等等。
综上所述，千米深井软岩巷道施工中的破坏机理很多，而这些破坏机理可以通过正确的施工技术和支护技术来防止。
施工工艺的优化也可以有效地防止施工中出现破坏。
高应力软岩回采巷道锚杆（索）耦合支护技术研究的开题报告一、选题背景及意义随着城市建设和矿业开采的不断推进，越来越多的地下空间得到了开发和利用。
然而，在地下空间中，软岩地层是非常常见的一种地质条件，其强度和稳定性都比较差，因此在软岩地层中进行工程建设或矿业开采时面临着巨大的工程安全风险。
针对软岩地层中存在的稳定性和安全性问题，目前已经提出了许多支护方案，其中锚杆（索）耦合支护技术是比较有效的一种方法。
该技术通过锚杆（索）的预应力作用，将围岩与锚杆（索）相耦合形成一个整体，使得围岩得到了更好的支撑和加固，从而提高了围岩的强度和稳定性。
因此，锚杆（索）耦合支护技术在软岩地层中的应用前景广阔。
然而，目前该技术的应用研究还比较有限，特别是在高应力条件下的应用研究还很少。
因此，开展高应力软岩回采巷道锚杆（索）耦合支护技术的研究，对于完善该技术的支护理论和实际应用具有重要意义。
二、研究目标本研究的主要目标是针对高应力软岩地层中的回采巷道进行锚杆（索）耦合支护技术的研究，具体包括以下几个方面：1. 确定高应力软岩地层中锚杆（索）耦合支护的最佳参数。
2. 分析锚杆（索）预应力对围岩的支撑作用，并探讨其作用原理。
3. 进行现场试验和数值模拟，探讨锚杆（索）耦合支护在高应力软岩地层中的适用性和支护效果。
三、研究内容本研究的主要内容如下：1. 研究高应力软岩地层的特点和回采巷道的工程背景，分析该地层的稳定性和安全性问题。
2. 总结已有的锚杆（索）耦合支护技术研究成果，深入探讨该技术在高应力软岩地层中的应用特点和适用范围。
3. 确定高应力软岩地层中锚杆（索）耦合支护的最佳参数，包括锚杆（索）的长度、直径、预应力大小等。
4. 分析锚杆（索）预应力对围岩的支撑作用，并探讨其作用原理。
5. 进行现场试验和数值模拟，探讨锚杆（索）耦合支护在高应力软岩地层中的适用性和支护效果。
6. 对现场试验和数值模拟的结果进行分析和总结，验证锚杆（索）耦合支护技术在高应力软岩地层中的可行性和优越性。
当代化工研究99Modern Chemical Research丿丿2019•06技术应用与研究深井软岩巷道支护技术研究*刘廷（汾西矿业正佳煤业有限责任公司山西041399）摘要：正佳煤矿巷道围岩属于软岩巷道，巷道掘进支护后围岩变形量大，且难以控制，基于此，笔者在对巷道破坏影响因素分析的基础上，对矿井的软岩巷道支护方案进行了设计，并对巷道支护效果进行监测分析，结果表明：采用锚网索喷支护+底板采用注浆锚杆联合支护方式进行巷道支护在控制围岩变形和治理软岩巷道底臓等方面具有良好的效果”关键词：煤矿；软岩巷道；底鼓；围岩控制中图分类号：T文献标识码：AStudy on Support Technology of Soft Rock Roadway in Deep MineLiu Ting(Fenxi Mining Zhengjia Coal Industry CO.,LTD.,Shanxi,041399)Abstracts The surrounding rock of Z hengjia Coal Mine roadway belongs to soft rock roadway,and the deformation of s urrounding rock after roadway excavation and support is large and difficult to control.Based on the analysis of i nfluencing f actors of r oadway damage,the author designs the supporting scheme of s oft rock roadway in mine,and monitors and analyses the supporting effect of r oadway.The roadway support with bolt-mesh-cable-shotcrete support and f loor combined with grouting-bolt support has good effect in controlling surrounding rock deformation and controlling floor heave of s oft rock roadway.Key words：coal mine；soft rock roadway；floor heave\surrounding rock control1•矿井概况正佳煤矿巷道围岩属于I类软岩，矿井主采的煤层为3号煤层，埋藏深度在600〜800m之间，平均深度在700m,矿井属于深部开采矿井，地应力较高。
第 54 卷第 6 期2023 年 6 月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.54 No.6Jun. 2023深埋软岩巷道高预应力恒阻耦合支护技术及其应用孙晓明1, 2，姜铭1, 2，赵文超1, 2，缪澄宇1, 2，张勇1, 2，郭波1, 2(1. 中国矿业大学(北京) 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，北京，100083；2. 中国矿业大学(北京) 力学与建筑工程学院，北京，100083)摘要：针对深埋软岩巷道揭煤段掘进过程中围岩变形控制的问题，以石垭口煤矿1790回风石门为背景开展研究。
首先，依据现场工程地质调查与实测结果分析了巷道揭煤段变形破坏特征；其次，采用理论分析与数值模拟等综合研究手段，揭示了深埋软岩巷道揭煤段大变形破坏机理；第三，基于开挖补偿力学效应和NPR(negative Poisson's ratio)长、短锚索耦合控制机理，提出了以NPR 长、短锚索为核心的高预应力恒阻耦合控制技术；最后，通过数值模拟的手段验证了该方案的合理性。
研究结果表明：巷道存在围岩变形严重、支护结构破断失效和巷道维护成本高等特征；巷道失稳破坏的根源在于围岩强度低且破碎严重、原支护结构不耦合以及支护强度不足；本文提出全断面“NPR 长、短锚索+底角注浆锚杆+反底拱”的控制方案与参数。
现场工业性试验中，NPR 支护段较普通支护段围岩变形减小300~500 mm ，NPR 锚索受力最终稳定为340 kN 左右。
高预应力恒阻耦合支护方案可有效控制深埋软岩巷道揭煤段围岩大变形，为揭煤段围岩安全稳定控制提供了新支护手段。
关键词：深埋软岩巷道；揭煤段；高预应力；NPR 长、短锚索；开挖补偿力学效应中图分类号：TD353 文献标志码：A 开放科学(资源服务)标识码(OSID)文章编号：1672-7207（2023）06-2282-16High prestressed constant resistance coupling support technologyand its application in deep-buried soft rock roadwaySUN Xiaoming 1, 2, JIANG Ming 1, 2, ZHAO Wenchao 1, 2, MIAO Chengyu 1, 2, ZHANG Yong 1, 2, GUO Bo 1, 2(1. State Key Laboratory for Geomechanics and Deep Underground Engineering, China University of Mining andTechnology(Beijing), Beijing 100083, China;2. School of Mechanics and Civil Engineering, China University of Mining and Technology (Beijing),Beijing 100083, China)Abstract:The study was conducted to address the challenge of controlling rock deformation during the excavation收稿日期： 2022 −08 −10； 修回日期： 2022 −11 −02基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(51874311，51904306)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2022YJSSB03) (Projects(51874311, 51904306) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project (2022YJSSB03) supported by the Fundamental Research Funds for the Central Universities)通信作者：张勇，博士，高级工程师，从事巷道支护与无煤柱开采技术研究；E-mail ：******************DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2023.06.018引用格式： 孙晓明, 姜铭, 赵文超, 等. 深埋软岩巷道高预应力恒阻耦合支护技术及其应用[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2023, 54(6): 2282−2297.Citation: SUN Xiaoming, JIANG Ming, ZHAO Wenchao, et al. High prestressed constant resistance coupling support technology and its application in deep-buried soft rock roadway[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2023, 54(6): 2282−2297.第 6 期孙晓明，等：深埋软岩巷道高预应力恒阻耦合支护技术及其应用process of deep-buried soft rock roadway in the uncovering coal section, and the 1790 return air stone gate of the Shiyakou Coal Mine was used as the research site. Firstly, the deformation and failure characteristics of the uncovering coal section of the roadway were analyzed and determined through on-site engineering geological investigation and measurement analysis. Secondly, comprehensive research methods were employed, such as theoretical analysis and numerical simulation, to reveal the mechanisms that lead to large deformation and failure of the uncovering coal section in the deep-buried soft rock roadway. Thirdly, a high prestressed constant resistance coupling control technology was proposed, using NPR(negative Poisson's ratio) long and short anchor cables as the core. This technology was developed based on the excavation compensation mechanical effect and the coupling control mechanism of the anchor cable. Finally, the rationality of the proposed scheme was verified through numerical simulation. The results show that the roadway exhibits significant rock deformation, supporting structure failure and high maintenance costs. The instability and failure of the roadway are attributable to low strength and severe fragmentation of the surrounding rock, insufficient support strength, and lack of coupling of the original support structure. The study presents a control scheme and parameters consisting of "NPR long and short anchor cables+bottom corner grouting anchor rods+inverted arch". In the on-site industrial test, the NPR support section decreases the rock deformation of the ordinary support section by 300−500 mm and the final stable force of the NPR anchor cable is approximately 340 kN. The high prestressed constant resistance coupling support scheme can effectively manage the significant deformation of the surrounding rock in deep-buried soft rock roadway, providing a new support method for controlling the surrounding rock in the uncovering coal section.Key words: deep-buried soft rock roadway; uncovering coal section; high prestressed; NPR long and short anchor cable; excavation compensation mechanical effect大量煤矿经过数十年的开采，浅部资源日益短缺，资源开采逐渐转往深部[1−2]。
《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。
2011年第1期doi:10.3969/j.issn.1672-9943.2011.01.029能源技术与管理软岩巷道锚注耦合支护技术研究刘瑜，孙传军（安徽恒源煤电公司祁东煤矿，安徽宿州234000）［摘要］软弱巷道围岩的松动范围大，岩体强度低，要保持巷道的稳定和满足正常生产，必须采用合理可行的支护对策和支护方案以适应和改善各种围岩特性，以取得技术上可行、经济上合理的支护效果。
在分析软岩巷道变形破坏特性的基础上，分析了三维协控耦合支护对软岩巷道支护的适应性，应用三维协控耦合支护理论，设计出三维协控耦合支护方案及施工工艺，在实际工程中取得了较好效果。
［关键词］软岩巷道；支护对策；三维协控；耦合支护［中图分类号］TD353［文献标识码］B［文章编号］1672-9943(2011)01-0076-031概述巷道开挖过程也是围岩应力调整过程，应力调整大小与巷道赋存条件、巷道断面形状、断面大小、岩性及施工工艺有关。
其中，不可改变、无选择余地的因素反而对巷道的稳定性影响巨大，特别是围岩特性。
要保持巷道的稳定和满足正常生产，必须采用合理可行的支护对策和支护方案以适应和改善各种围岩特性，以取得技术上可行、经济上合理的效果。
对于软弱岩层具有膨胀、流变等特性，且胶结程度差，目前采用的支护对策是主动联合、主被动联合支护，应用广泛有效的支护模式是“锚网梁索+锚注”、“U型棚+锚索+锚注”。
锚注的主要作用是后路加固，其优点主要表现在两个方面［1］：一是能将软岩原生裂隙及次生裂隙充填起来，使影响范围内松动破碎围岩形成次生承载圈；二是在浆液充分发挥作用之前能起到锚杆再次组合、悬吊裂隙围岩，阻止影响范围内的围岩继续变形，甚至进入残余应力阶段。
2注浆加固机理软弱巷道围岩的松动范围大，岩体强度低，锚杆在掘进期及掘进影响早期，由于围岩未充分破碎，锚杆可以起到组合加固作用，锚索起到良好的悬吊作用，到了掘进影响中期、流变期，由于围岩裂隙充分发育、变形进一步增大，超过锚杆的应变、应力范围，锚杆的组合加固作用将进一步减弱，锚杆形成的组合加固层的自撑能力逐步降低，此时，锚索的悬吊荷载逐步增大，如果不采用后路加固措施，软岩巷道将持续变形，造成断面变形过大、喷层开裂、局部冒顶等不利于巷道稳定的现象［2-4］。
深部软岩巷道支护技术论文摘要：经过第一次支护，围岩变形能得到释放，等围岩变形速度基本达到稳定后，进行注浆和锚杆支护，根据现场的测量和数据分析，围岩变形速度基本达到稳定状态的时间至少为巷道挖掘1个月后。
0引言随着经济的发展，我国的矿山资源开采日益增多，导致浅部矿产资源的减少，很多矿山的已经进入了深部开采。
在国外的一些国家，如俄罗斯金属矿的开采最深已经达到了2000m，而印度和南非的金矿开采最深已经达到了4000m。
我国煤矿的开采深度也逐渐增年，增加的速度为8-12/m，部分煤矿开采地区如开滦、平顶山、徐州等地其开采深度已经超过了1000m。
深部开采的矿区，岩层具有软岩的特性，巷道围岩一直处于变形的状态。
在目前的矿区开采过程中，深部巷道大变形已经成为主要影响深部工程安全的因素之一，所以深部软岩巷道的稳定问题成了国内外研究的重点。
1深部软岩巷道支护技术根据支护和围岩的相互作用实质，深部软岩巷道的支护技术的可以分为3个阶段：第一阶段为砌碹和金属支架等支护形式。
砌碹主要是采用建筑材料水泥砂浆黏结料石组成承载体，这种承载体一般呈封闭形或者是拱形，可以承受围岩形变产生的压力。
实践结果已经表明，随着围岩荷载的增大，砌碹表现出的承载能力也随之提高。
但是随着目前矿山开采深度的增加，砌碹出现的问题也越来越多，加固双层甚至三层碹体仍然不能满足部分软岩矿井的要求，并且碹体经常由于承载力而遭到破坏，所以对于一些地质条件复杂或者是高应力的软岩巷道不能采取砌碹支护形式。
金属支护形式属于被动支护的范畴，巷道围岩表面放置支架，通过支架提供的外力起到支护的作用。
支架分为刚性支架和可缩性支架，刚性支架会产生一种径向约束力，通过这种力的作用平衡围岩的变形压力，从而减少围岩形变的发生；可缩性支架大大提高了软岩的适应性，利于实现让支平衡，但是随着开采深度的断加，需要对围岩的变形采取控制措施，需要大的支架，支护费用也随之提高，支护效果的改善却一般。
煤矿深部软岩支护技术探讨摘要：煤炭可谓是我国最为主要的能源，社会煤炭需求量的提升，也让浅表层的煤矿资源逐步枯竭。
若想满足当下人们对煤炭的根本需求，便需要探索出高效、稳定的煤矿深部软岩支护技术，将深处的煤炭资源开采出来。
另外，煤矿开采深度的增加，也会导致巷道围岩整体的受力情况变得复杂，这时煤矿支护、煤矿开采都面临着更大的挑战。
基于此，本文先介绍了软岩定义，并探讨了煤矿深部软岩支护技术内容，最终对煤矿深部软岩支护技术进行了展望，希望能够有关研究人员带来一些参考。
关键词：煤矿；深部软岩；支护技术为了让国家基础的能源需求得到满足，我国在煤矿开采力度上逐年增长，且煤矿开采的深度也随之提升，这也导致煤矿开采压力变大，深部软岩支护以及维护成为了难题。
并且，绝大多数的软岩都属于页岩、粉砂岩、泥岩或者是涵盖膨胀性黏土的松软岩石。
此种岩石在结构上比较松软，且存在着风化严重的情况，所以在此种环境下进行煤矿开采十分危险，应做好相应的支护工作。
对此，应知晓煤矿深部软岩支护技术，结合具体的环境状况、岩土状况，合理选用深部软岩支护技术，最终发挥出技术的有效性，推动煤矿行业的良性发展。
一、软岩概述（一）介绍软岩概念及其分类软岩属于松散、软弱、破碎或者是强风化的岩体总称，软岩能够将其划分成工程软岩以及地质软岩。
地质软岩指的是一些强度较低、孔隙较大、含有较多膨胀性黏土矿物的地层。
而工程软岩指的是处于工程力下，该软岩会出现较为突出的变形问题，其指的作用便是工程岩体上力的总和。
此种力不仅可以为重力、残余应力，也可以为扰乱工程的膨胀压力。
但无论是哪一种软岩，都会对工程项目的实施造成不良影响。
从工程软岩含义上展开分析，其主要是将软岩实质展现给大家，软岩的决定因素还是岩体强度和工程力之间的关系。
如果工程力处于既定条件下，那么这时种类不同的岩体，不但容易呈现出硬岩特性，也容易呈现出软岩特性[1]。
而工程力较低时，在力的影响下岩土容易呈现出硬岩的变形特征，处于工程力较高时，这时可能呈现出软岩的大变形特征。
