软岩巷道支护技术研究与应用

软岩巷道锚网喷支护工艺优化应用摘要：随着矿山开采深度的不断延伸，地质条件的日益复杂，大变形、大地压、难支护的问题成为影响矿区发展和矿井经济技术效益的主要因素之一，尤其是软岩巷道支护历来是巷道支护中的难题。

本文以某矿岩巷锚喷支护优化改进实践为例, 介绍了通过优化岩石巷道锚喷支护设计，达到增强支护强度，提高工程质量，有效地控制了围岩变形，取得了良好的技术效果。

关键词：锚注技术；软岩；围岩；支护结构0 前言锚喷支护正已作为岩石巷道施工的主要支护方式，随着开采深度的不断增加，深部地压明显增大，深部围岩受高温、高围压、高空隙压力的影响，显现出类似软岩的的特点，地压显现比较剧烈，围岩自承能力差，易风化，变形量大，底鼓明显，遇水易膨胀，变形加剧，初期来压快，给巷道的掘进和维护带来困难。

本文以淮北矿区某矿的底板抽排巷锚喷支护优化改进实践为例，通过强化锚网支护，辅助注浆改善围岩，取得了良好的支护效果。

1 巷道工程概况某矿底板抽排巷为综采工作面10煤层瓦斯治理工程，巷道设计全长1147.81m（平），层位在10煤和一灰之间，10煤层下20～47m（即一灰上39～13m），标高为-679.7m⊥～-630.0m⊥，该巷道无大的地质构造。

煤岩层产状为：走向130°～170°，倾向40°～80°，倾角12°～20°。

巷道采用掘进机截割破岩。

巷道断面为直墙半圆拱形，设计规格为4.6×3.5m，采用锚网喷进行支护。

支护参数：采用GM22/2400-490型高强螺纹钢锚杆进行支护，顶锚杆每眼配两卷K2550型树脂锚固，帮锚杆每眼配两卷K2950型树脂锚固。

锚杆间排距：800×800mm 。

全断面铺设钢筋网，钢筋网采用φ=6mm钢筋加工，网格150×150mm，喷浆厚度100mm，砼强度C20。

2 巷道施工过程中存在问题⑴巷道施工过程中因岩石层理发育较明显，岩性以软岩为主，地压显现比较剧烈，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。

软岩巷道修复支护技术研究与应用魏晏军【摘要】针对211运输石门破碎软岩巷道变形量大、断面收缩周期短、支护困难的问题，通过分析巷道受力情况，找出现有支护的薄弱环节，提出采用全断面锚杆加注浆支护方案进行修复。

现场观测表明，巷道顶板、底板、两帮的变形量都得到了有效控制。

%In order to solve the problems of broken soft-rock roadway deformation,short section shrinkage period and difficult support in 211 haulage crosscut,the author proposes improving the existing support with whole-section bolt grouting,which can effectively control the deformation of roadway's roof,floor and two sides.【期刊名称】《江西煤炭科技》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】3页(P69-71)【关键词】破碎软岩;锚注支护;巷道监测;现场测试【作者】魏晏军【作者单位】贵州盘江精煤股份有限公司，贵州盘县 553529【正文语种】中文【中图分类】TD353随着服务年限的增长，211运输石门受开采影响，巷道变形量也越来越大，断面收缩加快，翻修次数增多，导致上覆岩层松动破碎，支护越来越困难。

频繁的翻修不仅造成支护成本的极大增高，且直接导致采掘接替紧张影响矿井的生产和安全[1-5］。

为延长巷道服务年限，降低维护成本，确保矿井安全高效生产,通过分析巷道支护现状，采用实验室测试巷道围岩物理力学性质和现场试验验证相结合的方式寻找适合该破碎软岩巷道的合理修复支护技术。

211运输石门地面标高为1670～1923 m，地表无建筑物，井下标高为1320～1370 m。

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。

《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。

软岩巷道锚注联合支护技术随着我国社会主义市场经济的不断发展，矿产资源的开发和利用成为当前阶段社会关注的热点问题之一。

在本文的研究中，重点对影响支护设计效果的因素进行了简要分析，并以此为根据提出了相应的支护技术的合理性和支护效果。

大量实际施工案例证明，本文所研究的锚注联合支护技术在深部软岩巷道中的应用，具有良好的效果，保证经济效益的同时，也对巷道安全生产提供了客观意义上的支持。

标签：深部；软岩巷道；锚注支护引言在我国改革开放的过程中，社会各方面对于能源的需求不断增加，浅部资源日益减少，深度开采已经成为当前阶段矿山开采业普遍需要面对的问题。

而我国的煤矿生产过程中，同样面临深度开采的问题，尤其是在开采深度不断增加的过程中，软岩灾害的客观存在，对于矿井的整体生产能力有着直接的影响。

根据相关部门提供的数据显示，我国当前阶段煤炭井下作业的平均开发速度为6000 km/a，而在这一数据中，实际上深部软岩巷道占年巷道总量的28% ～30%[1] [7]，如果不对软岩巷道的开发和加固给予足够的重视，那么安全生产也就无从谈起了。

1 工程概况淄博矿业集团唐口煤矿年产500万吨，立井开拓，井口标高为±39m[1]，井底车场水平为-990m。

由于巷道埋深超千米，在巷道开拓和煤炭开采过程中必然面对地压大、岩层软的问题。

对这些问题进行相应的研究和探索，对于解决我国当前煤炭生产过程中的安全问题有着重要的现实意义。

2 辅助运输大巷修复加固支护设计辅助运输石门在实际的煤炭开采过程中具有非常重要的地位，是矿井重要运输生产线。

经过长时间的使用，巷道发生较大变形，这种情况下的巷道围岩整体状态已经非常危险，如果不经过相应的维护和加固处理，势必影响安全和生产。

通常情况下，采用高强超长组合锚杆与锚注联合支护加固拱墙模式进行处理，能够受到较好的效果。

其具体参数如下：1）高强螺纹钢锚杆：规格为￠22×2500 mm，在实际的应用过程中，基本间距为800 mm，排距为2000mm[2]。

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。

软岩巷道全封闭支护技术与应用[摘要]本文作者通过实践表明，采用”o”型棚和壁后注浆联合支护技术，可以控制围岩的强烈变形，保证巷道稳定。

提出了锚注锚索初次支护和o型棚二次支护结合的联合支护方案，实践证明这种支护方式可以控制围岩的强烈变形，保证巷道稳定，且技术经济效果显著，具有推广应用价值。

[关键词]软岩松动圈“o”型棚中图分类号：td353 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）04-0191-01近年来，随着矿山开采条件的日益复杂，所涉及的工程领域越来越多，我国的许多矿区，目前都存在着软岩巷道支护困难问题，并成为影响矿区发展和矿井经济技术效益的主要因素之一。

在巷道的严重变形和多次翻修，不但影响了煤矿正常的安全生产，而且造成了大量的人力物力浪费，同时也使得本已复杂的巷道围岩条件变得更加复杂。

因此，针对围岩性质多次翻修均没有取得明显效果的状况，决定采用锚网索“0”型棚和壁后注浆联合支护的问题进行分析研究，提出了合理的加固方式进行探讨！1 围岩地质赋存状况及一采区皮带巷翻修过程一采区皮带巷埋深约320 m，全长180 m，穿过7种不同岩性的煤岩层（1层砂质页岩，2层泥岩，2层煤层，1层铝土泥岩，1层粉砂岩），且含有3条断层。

一采区皮带巷围岩赋存特点：①贯穿岩层的岩性构成复杂；②贯穿岩层中强度较低的岩层占大多数；③巷道所处的构造应力环境十分复杂，有3条较大断层。

一采区皮带巷首次掘进时采用锚网喷+u型钢棚支护，但是巷道刚掘进后就变形剧烈，变形量大，不能使用，随后进行了翻修。

①首次翻修后由于侧压较大，变形速度快，很快不能正常使用。

②再次翻修采用锚喷+砌碹支护，但经过2a的使用，巷道发生了严重变形，直接影响了煤矿安全生产的正常进行。

③最后一次翻修设计巷道断面为马蹄形，采用了11# 工字钢做成的u型钢棚支护，翻修后巷道初期变形并不明显，但经过一段时间后巷道再次表现出明显变形，不能满足煤矿正常的安全生产，需再次翻修。

煤矿井下软岩巷道施工支护技术研究应用摘要：在我国煤矿底层中软岩分布广泛，煤炭储量在1000M以下的占比55%左右，随着我国开采深度的增加，我国大部分矿井巷道基本岩层结构多为软岩，深部巷道受高应力和高温度等影响，容易出现开采困难和巷道明显变形的问题，为解决软岩巷道下出现的巷道围岩变形大、稳定性差的问题，软岩支护成为困扰我国煤矿生产的问题之一，软岩巷道支护措施不当易造成巨大的返修量，还使得整个矿区陷入困境，因此，做好巷道软岩支护工作是煤矿矿井采掘工作的关键。

关键字：煤矿井下；软岩巷道施工；支护技术；研究应用1软岩的特性1.1软岩的临界荷载临界荷载是软岩固有的一种物理属性，通过软岩的工程力学实验表明：当软岩外部压力低于临界荷载时，岩体内部结构不会发生明显改变，整个岩体呈现出相对稳定的状态，力学曲线保持平直；随后，人为增加岩体外部工程压力，使压力逐渐趋近于临界荷载，则岩体内部预应力增加；通过继续增加工程压力，当工程压力超过软岩的临界荷载时，岩体就会发生明显的变形特性。

1.2软化临界深度临界深度与临界荷载是一组相互对应的概念，从两种软岩特性的支护应用上来看，临界深度更能反映软岩的塑性变形情况：在巷道位置较浅的情况下，软化临界深度较小，软岩不会出现明显的变形，此时开展软岩巷道的支护施工较为简单；但是当巷道位置达到软化临界深度时，围岩会产生大的塑性变形，并伴随有支护难、大地压等问题。

相关技术人员应当在岩体软化临界深度之前开展支护施工，以便于降低工作难度，保证支护施工质量。

2巷道变形的原因和支护原理2.1软岩巷道变形的原因煤矿开采中面临的一大难题是在高应力作用下的软岩巷道有效支护方式，巷道顶板的不稳定情况会影响到巷道顶板的稳定性，巷道两边的移动或顶板下沉容易导致巷道断面收缩，使得两帮的变形更加严重，从地板岩层方面的受力情况看，巷道地板处于未支护状态，随着巷道的不断挖掘，原本作用于地板岩层上的应力会恢复弹性，但水平应力却增加，会出现变形的情况；若挖掘的方向处于倾斜状态，巷道顶板的岩层会受到较大水平应力影响，出现顶板破坏的现象。

深井软岩巷道支护的应用研究摘要：本文主要对深井软岩巷道支护特征、施工影响的因素及对策进行了探讨。

关键词：深井；软岩；巷道支护引言随着工业生产对能源需求的不断增加，煤炭采掘作业已由地表浅部向深部转移。

煤矿开采深度的不断增加，井下巷道将处于更高的地应力环境中。

尤其在地质构造复杂的地区，残余构造应力比较大，岩石的力学性质也发生了变化，给煤矿巷道支护及稳定性带来了很大的难度，从而成为制约煤矿企业向深部开采的瓶颈。

一、深井软岩巷道支护特征1、围岩的自稳时间短、来压快所谓的自稳时间，就是在没有支护的情况下，围岩从暴露起到开始失稳而冒落的时间。

软岩巷道的自稳时间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，方能保证巷道围岩不致冒落。

巷道围岩的自稳时间长短主要取决于围岩强度和地压大小，同时也和巷道的断面形状、掘进方法、巷道所处的位置等有关。

2、围岩变形量大、速度快、持续时间长软岩巷道的突出特点就是围岩变形速度快、变形量大、持续时间长。

一般软岩巷道掘进后的第1～2d，变形速度小的为5～10mm/d，大的达50～100mm/d；变形持续时间一般为25～60d，有的长达半年以上仍不能确定。

软岩巷道的围岩变形量，在支护良好的状态下，其均匀变形量一般达到60～100mm以上，大的甚至达300～500mm；如果支护不当，围岩变形量很大，300～1000mm以上的变形量是司空见惯的。

阜矿集团兴阜煤矿-400m水平运输大巷位于泥岩内的运输大巷，在开巷后的100天内，顶底及两帮的移近量分别达到680mm和427mm，一年后达到1200mm和800mm，支护翻修后所产生的附加变形量仍达到300～400mm。

上述特点是软岩巷道最突出的特征。

3、围岩的四周来压、底臌明显在较坚硬的岩层中，围岩对支架的压力主要来自顶板，中硬岩层对支架的压力来自顶板和两帮，但在松软岩层巷道中则四周来压、底臌明显。

松软岩层，由于结构疏松、强度低，很难支撑上覆岩层的重量，围岩在自重地压（γH）的作用下，以垂直变形为主，垂直变形中又以底臌为主。

软岩大断面巷道支护技术研究【摘要】通过阐述软岩的特性和软岩巷道支护技术，结合具体实例，新河矿软岩大断面巷道采用锚网喷+绑钢筋喷射混凝土的支护方案，然后通过现场试验，该支护技术取得了良好的效益，不仅使支护强度超过了原设计强度。

同时节约了施工经费、加快了支护速度、缩短了工期，赢得了宝贵的时间。

【关键词】高应力；破碎带；大断面；锚喷引言20世纪60年代到现在，国内外专家、学者提出的软岩定义多达几十种，但总的可分为以下三种：(1)描述性定义：①陆家梁认为松软岩层系指松散、软弱的岩层。

它是相对于坚硬岩层而言的。

松软岩层由于成岩的时间短、结构疏松、胶结程度差，故自身强度很低；②郑雨天、王明恕等认为软岩是软弱、破碎、松散、膨胀、流变、强风化蚀变及高应力的岩体之总称；③朱效嘉教授认为松软、破碎、膨胀及风化等岩层称为松软岩层，简称软岩。

(2)工程定义：①中国矿业大学董方庭教授提出，松动圈厚度大于1.5m的围岩，称为软岩；②中国矿业大学鹿守敏教授指出，围岩松动圈大于1.5m，并且用常规支护不能适应的围岩称为软岩；③松钦岩层是指“难支护的围岩”或“多次支护，需要重复翻修的围岩”。

(3)指标化定义：①isrm(国际岩石力学学会，1990～1993)定义：软岩定义为单轴抗压强度(σc)在0.5～25mpa之间的岩石；②g.russo(1994)定义：软岩指单轴抗压强度小于17mpa的岩石；③抗压强度小于20mpa的岩层称为软岩。

因此可以总结出软岩具有以下的属性：岩石强度低，单向抗压强度一般都在15～30mpa以下；大多属粘聚力很弱的泥质胶结，因此，在外力作用下，岩石总是沿胶结物破坏；结构面发育；岩石的空隙率大，通常都在15％以上；含水率高，一般都在5%～10%以上；吸水膨胀性强；软化系数大等。

1、软岩支护理论与技术研究1.1新奥法新奥法在国际上简称为natm，我国在20世纪70年代引入，并且在铁路、水电、煤炭等工程领域得到推广应用。

刘园子煤矿软岩巷道支护工艺研究摘要：软岩巷道支护是一项世界性难题，也是限制甘肃陇东地区煤矿开采的主要制约因素。

甘肃华能天竣公司刘园子煤矿巷道围岩特性独特，岩石松软、易膨胀，遇风风化、遇水泥化，矿井建设以来，由于受水和软岩影响，导致开拓、准备及回采巷道底鼓、变形严重，维修费用投入巨大，限制了我矿正常生产作业，也给安全生产带来了极大隐患。

刘园子煤矿在矿井建设以来不断的探索试验研究巷道支护，通过多年的努力取得了一定的成果，目前开拓巷道采用：直墙半圆拱锚网索+全断面钢筋混凝土浇筑+包裹注浆；准备巷道采用：直墙半圆拱锚网索喷+底板反底拱混凝土浇筑+包裹注浆，在软岩巷道支护中取得较好的效果。

关键词：软岩、巷道支护、半圆拱、锚网索、混凝土浇筑、注浆。

1.刘园子煤矿矿井地质特征1.1地层刘园子井田发育的地层自老而新有三叠系、侏罗系、白垩系和第四系，侏罗系为含煤地层，煤层直接顶底板岩性以泥岩、砂质泥岩为主。

1.2顶底板泥岩矿物成分通过对刘园子煤矿井下主要地点岩石取样分析，煤层底板泥岩中粘土类矿物平均含量为44%，粘土矿物总体含量较高；粘土矿类矿物中伊蒙混层绝对含量分别为19.8%、12.5%、9.8%、11.9%、11.3%，岩石膨胀率一般为9%～18%，平均13.5%。

1.3主要煤、岩层单轴抗压强度煤层平均单轴抗压强度11～12MPa，煤样浸水10天、20天和30天后的单轴抗压强度测定结果分别为11.39 MPa、8.95 MPa、5.02 MPa，浸水对降低煤样的单轴抗压强度有较明显的效果。

对于5-1煤顶底板岩层，顶板3～8m范围内为砂质泥岩，平均强度为29.37Mpa；对于巷道底板遇水泥化、或受水浸泡膨胀后后平均强度0.6MPa，整体来看，刘园子煤矿井下巷道围岩强度普遍较低，且遇水泥化、受水浸泡后岩石强度下降较大。

2.巷道支护方式、巷道变形量2.1前期巷道支护方式开拓、准备巷道设计支护方式：锚网喷支护、锚网喷+36U型钢支护，该种支护方案巷道后期受水浸泡后底鼓严重，两帮及底角移近量大，尤其是轨道石门2#联络巷以里受动压影响段，巷道架设的36U型钢棚被挤压变形，U型卡缆受力崩断，导致绝大多数巷道无法满足使用要求。