巷道支护失稳分析

巷道支护失稳分析（9篇）

1.巷道支护失稳分析 篇一

新光集团有限公司新司发[2007]56号文

巷道锚杆支护管理规定

第一章 总则

第1条 为提高锚杆支护巷道的施工质量，保证支护效果，实现安全施工，特依据《煤矿安全规程》、上级有关规定、矿区近年锚杆支护实践制定本规定。

第2条 各单位必须建立完善锚杆支护管理责任制，建立健全锚杆支护巷道质量保证体系。明确从班组、区队到矿井的各级管理责任，并落实到人，实现全方位、全过程的安全管理。

第3条 各单位必须加强对锚杆支护的过程控制及各环节的管理。地测、技术、物管、区队等单位要分工负责、协调配合，切实做好地质资料提供、支护设计、施工机具和材料的供应、质量控制、监测监控、后路级护、支护效果分析、缺陷改正等工作。

第4条 各单位必须对管理人员、技术人员及操作工人进行锚杆支护的技术培训。

第5条 各单位要依靠技术进步，结合生产实际，积极推广应用新技术、新装备、新材料、新工艺，不断提高锚杆支护水平。

第6条 各单位必须严格贯彻执行本规定。本规定未涉及的内容，按上级及集团公司有关规定执行。

第二章 锚杆支护设计

第7条 锚杆支护设计前，首先要做好地质力学评估工作。内容包括：现场地质条 件调查，巷道围岩力学性质测定，围岩应力测定及短锚杆拨拉试验等。以判断其可锚性及支护难易程度，为围岩分类提供一份全面的地质力学资料。并对类似地质条 件已掘巷道的支护状况进行分析，有关地质资料、图纸齐全。

第8条 煤锚支护设计过程应遵循巷道围岩分类→初步设计→监测分析→优化设计的程序。做到围岩分类准确、设计科学合理。

第9条 要贯彻“动态设计”的思想，不能生搬硬套已有设计。根据具体地质条 件的不同，同一矿井、同一煤层、同一巷道的不同区域、不同地段，可选择不同的支护形式和参数。

第10条 锚杆初步设计基本原则：

1、巷道应尽量采用矩形断面，在满足通风、运输、行人的前提下，巷道的设计高度和宽度还应预留适当的变形量。

2、必须选择性能稳定、技术含量高、符合企业标准的锚杆及其它支护产品。

第11条 支护设计方法可采用工程类比法、理论计算法或借助数值模拟等进行科学设计。采用工程类比法设计时，必须认真分析相似参考巷道的每件差异，并作相应的设计变更。

第12条 锚杆支护设计内容应包括设计说明收和设计图纸： 设计说明书内容：

1、巷道名称、位臵、用途、巷道规格参数；

2、地质条 件说明及围岩分类。巷道所处层位、煤层及顶底板岩性、类别、煤层硬度、周围采掘情况、构造、水文及瓦斯情况等。

3、锚杆几何参数（长度、直径）、力学参数（强度）、锚杆、锚索、桁架布臵参数（间距距、角度）及确定依据。

4、锚杆锚固参数（孔径、锚固长度）及确定依据；

5、锚杆预紧力矩（或预拉力）、设计锚固力；

6、护表构件（钢带、金属网形式）、强度、规格；

7、基于锚杆支护初步设计基础上的补强加固措施；

8、验证初步设计的观测与监测方案；

9、预计巷道受采动影响时可能出现的问题，以及应采取的相应措施； 设计图纸包括：锚杆支护三视图；临时支护三视图。

第13条 对难维护复杂条 件的支护设计，应体现提高支护强度和支护等级的思想。如大跨度、分岔点、软弱破碎不稳定围岩，应采用加长或全长锚固、锚带索、桁架等联合支护方式。

第14条 宽度2.4m及以下的简单条 件锚杆支护巷道，由各矿设计，报矿总工程师批准。

矿井或煤层首次采用煤巷锚杆支护、巷道宽度大于3.6m、中等维护型的沿空巷道、难维护型巷道或其它复杂地质条 件下，由锚杆技术公司或科研院校进行的锚杆支护设计，必须报集团公司备案。

第15条 软岩采用锚注支护时，注浆孔布臵、深度、注浆压力、注浆量、滞后时间等要在设计中规定。

第16条 岩巷锚喷支护，喷射混凝土设计厚度不得小于50mm，设计标号一般不低于150#，主要峒室不低于200#。

煤巷原则上不采用喷射混凝土支护，如确需喷射混凝土的，其喷射厚度、标号应根据具体条 件在设计中确定。

第17条 支护设计的调整和优化。锚杆支护设计人咒要了解掌握施工进程及支护效果，根据初步设计施工后的监测结果，验证、修改、优化支护设计，提高其合理性和可靠程度。

第三章 施工机具

第18条 岩巷推广使用120N〃M以上的锚杆钻机。煤巷推广使用90N〃M以上大功率、高性能钻机。

第19条 建立健全锚杆机具使用、维护、保养责任制度，设备要编号建立台帐，各项责任落实到单位和个人。

第20条 生产技术科要及时了解掌握锚杆钻机的使用状况，维修单位人员要加强对机具的维修检查，确保机具的性能。

第21条 锚杆钻机的维修、检测、报废按锚杆钻机说明书执行。第22条 岩巷必须配备锚杆安装机具，应使用B22（B19）钻杆配合Φ32mm（Φ28mm）钻头；煤巷应使用B22（B19）或小麻花钻杆配合Φ28mm的钻头施工锚杆孔。

第四章 支护材料

第23条 必须选用水基树脂锚固剂、无纵筋左旋螺纹钢高（等）强锚杆。禁止使用普通圆钢锚杆、建筑螺纹钢锚杆、非金属锚杆和水泥锚固剂。

锚杆、锚固剂等产品必须具有“MA”标志，经集团公司质量认证，符合行业标准，锚杆产品还必须符合集团公司企业标准。锚杆、锚固剂及其配套产品必须具有出厂质量验收合格证。

第24条 矿要建立锚杆支护材料的定期抽检制度，由技术、安监、物管部门严格把关，不合格材料严禁入井、使用。

第25条 锚杆的杆体、锚固剂、托盘、螺母等，其性能、强度与结构必须相互匹配；护表构件如金属网、塑料网、钢带、钢筋梁等，应与整个支护系统相适应。钢筋梁一般采用Φ≥12mm的普通圆钢制度。托盘必须与锚杆及钢带相配套，如单体锚杆配圆形或方形托盘；Π型钢带和梯形钢筋梁配Π型托盘；M型钢带配M型托盘；W型钢带配W型托盘。不准使用普通铸铁托盘或其它型钢切割加工制成的托盘。

金属锚杆杆体尾部螺纹必须采用滚丝加工或采取热处理措施，使螺纹部分的强度与杆体相适应。

第26条 锚注支护的注浆材料可采用不泥或高水速凝材料等。第27条 锚索一般选用Φ15.24mm低松驰级钢铰线，破断载荷为240～260KN。

第28条 喷射混凝土用水泥、黄沙、石子、速凝剂等材料必须符合行业标准规定。

第29条 回收复用的锚杆及其它护表构件一般在巷帮使用。

第30条 凡不按规定使用锚杆支护材料的巷道，其工程质量以不合格论处，若发生顶板事故，将严肃追究责任。

第五章 锚杆支护施工

第31条 施工前，必须根据支护设计编制作业规程、措施，施工单位严格按批准后的规程、措施施工。

第32条 锚杆支护巷道必须遵守《煤矿安全规程》第44条 之规定。第33条 前必须备齐符合要求的施工机具和支护材料。第34条 迎送锚杆打眼安装工要经专业培训，专人操作。第35条 锚杆施工要求严格执行“五不准”制度：

1、巷道断面不符合设计，危岩活石不处理，隐患问题未排除，班组长不准划眼位。

2、班组长不划眼位，打眼工不准打眼。

3、不按规定打眼或打眼不合格，不准安装锚杆。

4、锚固剂质量不合格，不准使用。

5、锚杆杆体及其附件不符合规格、质量要求，不准使用。

第36条 采用炮掘法施工时，锚杆支护巷道必须制定严格的控制爆破措施，煤巷要预留足够的手工刷大部分，预留的手工刷大部分应根据煤层硬度等，在作业规程中明确规定，但一般不应小于500mm，以减少炮震破坏，保证巷道成型。

第37条 放炮后要及时施工顶板锚杆。打眼、安装顶板锚杆必须在临时支护的掩护下进行。最前排顶板锚杆至煤（岩）壁的允许空顶距离不准超过设计规定的锚杆排距。

第38条 锚杆布臵。打锚杆眼前必须按支护图表的规定看线、定点、量尺、画眼位。中顶锚杆沿中线，帮锚杆与巷道坡度一致。

第39条 锚杆眼的角度和孔深。锚杆布臵方自由主义尖昼与巷道轮廓线（或岩层主要层理面）垂直，其夹角不小于75°，煤巷顶板靠两帮的锚杆，与铅垂线夹角呈15～25°。锚杆眼深度必须与锚杆长度相匹配，眼深误差0～+30mm并要作业规程中予以规定。

第40条 最下一排帮锚杆距底板不超过50mm，软岩或高地压巷道还应增补底脚锚杆、底板锚杆。煤锚巷道两帮应平直，托盘、钢带、网要紧贴巷壁，网搭接压茬长度不小于100mm，未接触部位必须楔紧垫实。

第41条 锚杆眼孔径应与锚杆直径、树脂药卷直径合理匹配。锚固剂的环形壁厚应控制在4～10mm。孔径允许时，应尽量选用大直径树脂卷。岩巷宜用Φ32mm孔径配Φ28mm树脂卷，煤巷顶板宜采用Φ28mm孔径配Φ25mm树脂卷，两帮宜采用Φ28mm或Φ32mm孔径配Φ25mm或Φ28mm树脂卷。

第42条 安装前所有锚杆眼都要用压风扫孔，清除积水、岩渣。并对使用的锚杆和锚固剂等材料进行检查，不合格的材料或过期变质的锚固剂严禁使用。

第43条 锚杆安装要牢固树立“初锚力第一”的观念。

必须使用锚杆钻机或其它专用锚杆安装机具，使树脂锚固剂充分搅拌混合。并使用快速安装工艺，即搅拌树脂锚固剂、上托盘、拧紧螺母一次完成。严禁用锤击或风锤搅拌的方法安装锚杆。

煤巷顶板锚杆及岩巷锚杆螺母拧紧力矩不小于150N〃M，锚固力不小于80KN。煤巷帮锚杆的螺母拧紧力不小于100N〃M，锚固力不小于60KN。小孔径预应力锚索锚固力不小于200KN。

第44条 喷射混凝土要严格按操作规程规定操作，支护材料配合比符合规定，并采用潮喷工艺。喷射前必须清除松动岩块，将岩面用水冲洗净，喷射后必须按规定洒水养护。

加钢筋网喷射混凝土时，必须先初喷至少30mm厚混凝土再挂钢筋网。第45条 小孔径预应力锚老实巴交支护应采用快速、中速两种树脂锚固剂，先装快速，后装中速。树脂锚固剂用钢铰线送至孔底后边搅拌边推进，搅拌20～30s停转，等待2分钟后再落下钻机。树脂锚固剂凝固1小时后，方可进行张拉预紧上托盘工作，预紧力一般小于100KN。外露过长的钢铰线要及时剪断。

第46条 锚注或注浆加固支护施工，要保证设计孔深、方向、间排距；采用快硬水泥或其它材料，封孔长度不得小于300mm；注浆时要掌握好注浆压力，先注底、帮，最后注顶板，并严格保证注浆量。注浆结束应及时清洗管路及设备，防止浆液凝结而堵塞。

第47条 严禁用支护锚杆（索）或其它护表构件进行起吊、固定保险档等工作。如需使用，必须单独施工。

第六章 监测监控

第48条 锚杆支护巷道均要开展顶板岩性探查和支护效果监测工作，并按规定配齐、设臵各类监测仪器（表）和工具。

顶板岩性探查手段：通过锚杆眼钻进速度和排粉情况判定。探查内容：岩性变化、煤线及含水情况。无锚索支护巷道，每5～10m打一探查孔。

监测内容：初锚扭矩、锚拨力、锚杆受力、顶板离层和围岩变形。监测器具：扭矩扳手、锚杆拉力计、锚杆测力计、顶板离层指示仪、测尺或测杆等。

第49条 建立健全监测制度，认真落实班组自检、区队日检、矿井抽检制度。

第50条 班组自检内容要求：初锚扭矩。班长负责安排业务熟悉人员对当班安装的锚杆逐根检测，并确保符合要求。

第51条 区队日检内容要求：初锚扭矩、锚拔力、锚杆测力计、顶板离层和围岩变形量。区长负责指定业务熟悉人员对当天施工的锚杆进行抽测，初锚扭矩抽测不小于30%，锚拨力抽测一组（顶1根、两帮各1根），技术员负责组织每日对煤锚巷道已有锚杆测力计、顶板离层指示仪及围岩变形量进行观测。

第52条 矿井抽检内容要求：初锚扭矩、锚拨力、锚杆测力计、顶板离层指示仪和围岩变形量。技术科监测组负责对全矿当月施工的所有煤锚巷道的监测工作，每30米抽测初锚扭矩3排、锚拨力1组（顶1根、两帮各1根）。观测煤锚巷道已有锚杆测力计、顶板离层指示仪、围岩变形量情况。

第53条 认真填写监测记录，监测数据（初锚扭矩、锚拨力、锚杆受力、顶板离层、围岩变形）齐全、真实、可靠，严禁弄虚作假。顶板探查情况及监测发现的问题应记录清楚。初锚扭矩、锚拨力合格率100%，不符合要求的要分析原因，采取措施（如补打锚杆、二次紧固、架棚补强支护等）及时处理，达到规定要求。

第54条 区队技术员每天将班组自检、区队日检资料收集整理后，报矿技术科。技术科负责如下工作：所有监测资料的收集、整理、存档，监测数据的分析处理及信息反馈，支护效果评判，修改完善或改变支护设计，制定切实可行的技术安全措施等。

第55条 锚拨力测试要有安全操作措施。锚拨力测试一般不用破坏性试验，当拉拨加载至设计锚拨力的90%时即为合格。拉拨过的锚杆要有明显标记，不得重复拉拨。

第56条 锚杆测力计、顶板离层指示仪、围岩变形量观测点的设臵应根据巷道围岩条 件、巷道断面、矿压大小等因素确定。一般30～50m设一组测点，软岩巷道、顶板破碎地带、高地应力等地段必须加密测点，掘进初期和回采影响期间应加强监测。较稳定以上顶板不需安设的，需经矿总工程师批准。

第57条 巷道围岩允许变形量、顶板允许下沉速度要在支护设计和作业规程中作业规定。

第58条 锚喷支护巷道喷层强度监测按《煤矿安全规程》有关规定执行。

第七章 补强支护与后路维护

第59条 巷道变形量超过规定、顶板离层超过警戒值及巷道处理于破碎带、软岩段时，或大断面峒室、交岔点等处，要采取补锚杆（索）、补喷、锚注、套棚、增补托棚等符合现场的补强支护措施。采取补强措施后的巷道尺寸必须满足安全使用要求。

锚杆（索）孔集中淋水段，要进行架棚加固，防止锚杆（索）孔壁泥化，锚杆（索）失效。

第60条 当巷道岩性、施工条 件发生变化时要及时汇报并采取补强措施处理，区队和矿技术部门及时安排人员到现场鉴定，并根据现场情况及时改变支护参数或支护形式，补充安全技术措施，经审批后执行。

第60条 当巷道岩性、施工条 件发生变化时要及时汇报并采取补强措施处理，区队和矿技术部门及时安排人员到现场鉴定，并根据现场情况及时改变支护参数或支护形式，补充安全技术措施，经审批后执行。

第61条 锚杆支护巷道因条 件变化需改为架棚支护时，必须至少退后5m架棚。退后架棚复合支护距离根据巷道实际条 件，由矿技术部门确定。

第62条 建立后路巡查制度。矿井、区队、班组划清责任范围，负责检查承包后路和重点地段的支护状况。掘进工作面每班对掘进后路进行巡察，发现支架折损、巷道变形超过规定、喷层脱落及锚杆失效等危及安全的现象，必须及时采取措施进行维护。第63条 掘进后路维护，要有安全技术措施。

第64条 锚杆支护巷道，必须备有不少于可供一个原班使用的架棚备用料及5～8根木柱或单体支柱。

第65条 建立特殊地段煤锚支护报告制度。煤锚支护遇特殊地段，矿在改变支护形式的同时，要向生产技术部门报告，由生产技术部门建立台帐，必要时进行现场指导，合理选择支护参数，强化施工现场管理，保证工程质量。

第66条 本规定自下发之日起执行，解释权属新光集团有限公司。2007年5月9日

2.巷道支护失稳分析 篇二

厦门某体育中心项目位于厦门市集美北区, 同集路南侧, 乐海路东侧, 主要建筑有比赛场及一层的训练场、地下室。工程区域内机动车道为南北向, 纵贯此体育中心, 与城市的主干道连为一体。所以, 应该按城市道路等级进行设计, 主体育场东侧为海, 现已有海堤工程对项目区域起围护作用, 基坑维护设计平面图如图1。地貌单元属典型的滨海滩涂地貌, 主要地质地层自上而下可分列如下。

(1) 素填土。填料以残积土等黏性土和碎石组成, 碎石含量35%～55%, 回填的时间小于5h, 并尚未完全完成自重的固结。均匀性和密实度较差, 该土层为全场分布, 土层底部埋深为0.4～7.3m, 厚度为0.4～7.3m, 一般为3～5m。该土层力学强度低, 修改后的标贯击数N为3.9～14.3击, 平均值为8.3击。

(2) 淤泥。灰褐、深灰色, 流塑, 饱和。主要的成分为黏、粉粒, 并含腐殖质及有机质。局部夹杂有细小沙砾, 光泽反应比较光滑, 韧性中等, 摇震反应弱, 干强度较低。该土层全场分布, 顶板埋深0.4～7.3m, 顶板标高-3.6～1.68m, 该层厚度为2.1～23.7m。该层属高压缩性土, 含水量高 (为60%) 、力学强度低、工程性能差, 是地基处理的主要土层。

(3) 粉质粘土。粘土的成分主要由黏、粉粒组成。含中英石细沙5%～15%, 顶层埋深5.8～10.8m, 层顶标高-7.58～-3.02m, 厚度为1.5～12.3m, 一般为3～6m。该土层属于中等的压缩性土, 修改后标贯实验击数为5.9～18.7击, 标量击数为11.7击, 力学强度属于中等。

(4) 残积砂质粘性土。原岩的结构特征较为清晰, 母岩是花岗岩, 主要由矿物风化的粉粒和残留的石英颗粒组成, 韧性、强度属中等。顶板的埋深为5～19.5m, 顶板的标高为-16.58～-1.93m, 其厚度为0.45～27m, 一般为6～15m左右。该土层会随深度的增大, 风化渐弱, 但强度会逐渐变高。修改后的标贯击数标准值1为6.2击, 自然状态下的力学强度高。

(5) 全风化花岗岩。呈黄灰、灰色, 成分由矿物风化的粉粒和石英矿物物质组成的。风化剧烈, 岩芯为坚硬土状, 手捏易散, 岩石易破碎, 属极软岩。岩体基本质量的等级为5级。该土层局部分布, 厚度为2.1～14.1m, 一般为4～8m。本土层力学强度高, 压缩性低, 修改后标贯击数标准值32.9击。

2 基坑支护设计

体育馆的西北侧为训练场和机动车道的北部, 该区域的淤泥层比较薄, 表层素填土覆盖层较厚, 而且离基坑较近, 因而属于支护重点。基坑剖面的开挖深度为7.75m, 采用直径为700mm, 间距为1000mm的灌注桩围护结构, 桩长为10m。考虑到底面超载15kPa, 在-2.5m出设一道钢筋混凝土水平角支撑。维护设计西北角和东北角一样设水平钢筋混凝土角支撑, 后由建设方要求, 取消东北侧钢筋混凝土水平角支撑, 南侧为水泥搅拌桩。东侧及东北侧至机动车道, 采取二次放坡, 并设置土钉墙。其他区域的南北两侧均采取排桩, 加单层水平钢管内支撑或斜支撑。

3 工程事故分析

针对该基坑中工程事故频发, 对于基坑工程的设计, 按《建筑基坑支护技术规程》JGJl20-99的强制性标准要求和现场的状况进行计算、分析, 认为基坑工程支护失稳的主要原因有:

(1) 设计对于软土特性认识不足。厦门市地区软土地区的天然含水率较高、孔隙比也较大。与其它土体相比较, 其呈主动土压力状态的三维空间效应会更大, 边坡土体的蠕动, 会产生位移、拉裂、沉降等现象, 其基坑土体会, 因为卸荷回弹和因边的坡土体挤压而隆起变形更为显著。所以, 在相等开挖深度条件下, 软土地区的支护结构刚度、强度及其嵌入深度、锚杆的锚固段长度, 远比其它土体的要求更高。

(2) 设计不够慎重。基坑支护工程的设计抬高±0.00标高的高程, 降低了其地面的标高和基坑底板面的高程, 以及开挖的深度是地面到基坑底板的深度, 并不是到基坑底部垫层的深度, 这导致开挖深度少算了1.75m。以上, 引致围护桩的刚度、强度及嵌入的深度, 或其锚管的嵌入长度, 都不能满足基坑边坡稳定性的要求。

(3) 对水的危害认识不足。基坑的开挖使得基坑的边坡在其影响强度范围内, 主动土压力土体的应力发生了改变, 在地表上面产生了许多的弧形裂缝, 地表水会沿裂缝下面渗灌到裂缝, 于是产生了rh2/2的水压力, 其中r是水的重度, 单位为kN/m3, h是地面到基坑底部以上裂缝的深度, 单位为m。原来已经不稳定的围护桩, 增加了更多的水平推力, 导致在内部支撑的水平钢管, 承受轴力超过了极限值造成断裂, 围护桩的坍塌, 加速了已经不稳定土钉墙的滑移。

4 软基处理

4.1分区地基处理方案选择及其参数设计

由于本工程的地质条件复杂, 淤泥层厚度和素填土的覆盖层厚度变化较大, 地基的处理须根据不同地区的淤泥层厚度和素填土覆盖层的厚度不同, 采取不同地基处理的方案。地基处理平面如图1所示。

经分析, 将场地分为以下几个区域进行处理:

1区:主要包括了西北侧的训练场以及机动车道北部, 该区域的淤泥层较薄, 表层素填土的覆盖层较厚。为了减少地基的沉降量对体育馆正常的使用产生不利的影响, 采用了强夯、振动碾压综合加固的处理方法来进行地基加固的处理。

2区:主要是对训练场基础下面的天然软基进行处理。该加固地区为一个环形区域, 环形条带宽度约14m, 环形面积约为2393m2。根据基础承载力使用的要求, 此区域要采用水泥土搅拌桩来进行加固。搅拌桩的间距为1.3m, 按正方形布置, 桩径为0.5m, 桩长要打穿淤泥土层并进入到下卧层不小于1.0m的位置。

3区:此区域主要是环绕主体育馆的消防通道。由于过大的沉降量会影响消防通道正常的使用, 所以采用强夯和振动碾压的综合处理方法来进行地基的加固处理。因为使用荷载比较小, 强夯采用一遍普夯来进行加固, 普夯的能量为1000kN/m。

4区:此区域主要加固对象是体育馆主跑道和练习跑道。该处淤泥土层比较厚, 并且跑道对于差异沉降的要求较高。为了把深层淤泥的沉降消除, 应采用加固深度大的排水预压固结和强夯、振动碾压来进行综合加固处理。

5区:主要加固的对象为主体育场内的比赛场。此区域被4区包围, 因为, 该处淤泥层的厚度与4区同样较厚, 并且比赛场对于残余沉降的要求也高, 为了把深层淤泥沉降消除, 采用加固深度大的排水预压固结和强夯、振动碾压的方法进行综合加固处理。

由于每个区域对于地基沉降使用的要求各不相同, 预压荷载的大小以及预压的时间也各不相同, 具体的预压荷载和预压时间, 需要根据沉降的计算和固结度的计算来确定结果。地基处理部分断面如图2所示。

6 结语

对于地质条件比较差的淤泥土质地区, 尤其是土体含水量大于60%时, 应该进行基坑支护设计, 施工时必须谨慎。凡是深基坑的设计方案, 须经专家论证。经过专家论证后的深基坑支护方案, 不得任意修改, 如果要改变, 必须进行重新的论证。当基坑变形过大, 超过设计的规定值时, 则须赶紧启动技术措施预案, 并及时地撤出工地正常施工人员。边坡应及时进行反压、加固。

摘要：软土地区, 若其建筑深基坑的位移过大, 则周边的土体容易失稳, 基坑会产生变形。本文以厦门某软土地基工程为例, 分析造成基坑失稳的相关原因。通过对设计、施工、地质等方面的情况分析, 提出事故处理措施, 并总结技术措施的经验教训。

关键词：软土地区,深基坑,基坑支护,失稳

参考文献

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3.巷道支护失稳分析 篇三

关键词：快速掘进 巷道岩石 支护 共同作用 三维应力

当前的巷道和对应的支护结构进行共同作用框架核心就是由于岩石自身的特性进行滞弹性变形的构建，并在这种构建情况的引导下，在对整个巷道进行开挖以及支护下，整个围岩框架通过收敛产生了对支护结构的反作用力，并且这种力度会随着时间产生各种变化。作用力与反作用力构建在这种相对狭小封闭的框架中的直接后果就是使得支护所受到的力度越来越大。如果我们在进行施工支护的时候不对这种力度进行一个相对精确的估计和测量，那么这种越来越大的施力会使得整个支护的结构处于一种不稳定的状态，同时对支护的安全产生相对的危险。针对这种情况，本文着重讨论其三维构架下的应力求解。

1 受力分析模型构建和应力分析

处于理想情况下的受力模型构建下，假设有一个长度为最大值的圆柱体安装在一个无限大的岩石构成体中，这个岩石构成体所受到的力构建即为三维应力，那么我们可以假设这个圆筒自身的半径即为a和b。在这种情况下，圆筒自身就代表着支护体的构成。我们可以假设这个支护体所安装的时间并不长，是在整个岩体进行开挖之后才被装上去的，其间隔时间我们可以设置为T1。这个时候我们就可以进行大胆的猜想，在T1之后，整体的围岩以及支护就开始共同协作产生了作用。本文试图利用对应的公式和计算来推测出整个支护体内所产生的应力分布以及所对应的位移情况。

根据上述文字中构建的模型我们可以假定如下情况。首先，沿着支护体的轴向没有应力或者是其他的物理量的改变，也就是说在虚拟模型上的框架中，变量z和应力等其余的物理量不发生关系。其次，在我们进行巷道的开挖前后，针对于轴向的应变数值也应该保持一个恒定的常量，这样就会使得支护被嵌入的时间成为时间t开始进行的位置。然后我们就可以得出下面的这种算式：

εIz=0

εIIz（t）=■[σz-vr（σx+σy）]=const

在上述的算式当中，I和II分别可以代表支护以及岩石，另外Br和vr则可以代表掩饰自身的弹性常数构建，另外σz、σx、σy则是对应位置上所标示的原岩应力分量。

根据上述结论我们可以看到，如果我们把岩石以及对应的支护体统一看作是线性构架下的粘弹性体，并根据单向负载荷重构建下的横向以及对应纵向的蠕变函数进行自身结构的描绘，那么如果想要对这个问题进行解释和分析就会变得很容易。在这里我们可以用符号来进行代替分析。假设说纵向以及对应横向的蠕变函数用符号代替分别为■和-■ （这里假设B为弹性模量，同时v为泊松比），那么我们就可以知道整个粘弹性体的本体关系构建：

εII=d/dt{[a1（t）-a2（t）]*σII（t）+[a2（t）*θ（t）]δII}

2 运用案例进行岩石地应力的三维实测和巷道稳定性探索

本文所采用的案例是山东的某矿场。本文将重点分析其中的某几个地应力和巷道的受力分析，来对支护进行合理的分析和实践。

2.1 如何确定地应力的自身大小

假设目前的地下某一个关键点对应的分量数值分别为σx、σy、σz、τxy、τyz、τxz并且这六个变量我们可以统一构建成为一个变量σXYZ，那么我们可以确定其中的主应力大小分别为σ1 σ2 σ3，同时基于这之间的关系，大地坐标所采用的XYZ关系可以用这九个方向进行对应的余弦值确定。同时，如果我们在进行对应的地应力实测当中，一般说来钻孔和大地系的坐标轴终会成为以下两种角度之一的构建，即仰角或者是俯角。如果我们使用xyz作为整体的钻孔坐标框架，那么这里的地应力构建就应该被记做如下的形式：σ′xyz =（σx ，σy，σz，τxy，τyz，τxz）

在这个式子当中，括号中的六个坐标可以分别对应地应力所包含的六个分量，而每个下角标中，单独存在一个字母的分量则表示成为正应力的对照，而两个字母则表示为剪应力的对照。为了方便记忆，我们可以规定这其中的x轴为水平孔径的方向，同时z轴也和钻孔的轴线进行重叠。因此根据上述条件可知，如果在进行钻孔自身的应力检测当中得到了对应σ′xyz的全部数值，同时对坐标进行双重转换，就可以得到σxyz的全部结果，并由此也可以推论出主要的盈利大小以及对应方向构建。在这里，我们可以设置一个进行中转的过渡坐标系x′y′z′，并且我们也可以把σ′xyz进行转换，处理成σ′x′y′z。同时设定坐标自身进行旋转倾角为α。他们之间的关系公式为：σ′x′y′z=Tασ′xyz

在这个算式当中，Tα是一个转换矩阵，其自身的阶应力构架为6*6，同时，在类似构架下，x′y′z′所组成的过渡坐标系的地应力分量进行旋转，并使其旋转角度达到一个方位角度β，我们就可以经过这种代换得到一个最后的结论：σxyz=Tβσx′y′z。

在这个算式当中，Tβ和Tα一样，也是一个转换矩阵，其自身的阶应力构架同样为6*6。因此，其主要的分量也是由x′y′z′的整体坐标系通过对原有角度进行β度数的旋转之后，通过上述的九个方向自身的余弦值进行组合而最终构成的。因此我们可知，无论目标对象是处于什么样的坐标系下，我们都可以根据当前所获得的盈利分量进行对主应力（σx，σy，σz）的大小数值确定，并且我们所能确定的数值具有唯一性和独特性。

2.2 计算该矿场的应力以及位移

基本资料构建：长度单位：米，时间单位：月

计算岩石以及对应支护的蠕变函数构建：

C1（t）=0.81×10-5+0.29×10-5[1-exp（-0.12×10-12t）][kg/cm2]-1

C2（t）=-0.15×10-5-0.94×10-6[1-exp（-0.12×10-12t）][kg/cm2]-1

A1（t）=0.36×10-5+0.22×10-5[1-exp（-0.12×10-11t）] [kg/cm2]/P

A2（t）=-0.7×10-5-0.45×10-6[1-exp（-0.12×10-11t）] [kg/cm2]/P

同时公共边的交界问题是通过焊接解决的。下图是当r=10.2m，θ=30°时的主应力和最大的剪应力随着时间的不断变化产生的曲线。右侧的图片则是r=10.1m，θ=30°时的曲线。

■

图1 图2

本文上述所运用的思路仅仅局限在线性粘弹性框架下。公式比较复杂，但是可以通过计算机进行计算。这种思路运用广泛，还可以在石油测量和钻探方面进行实践。

参考文献：

[1]庞俊勇，吴忠，王有凯，曾伟麟，田凤岐，王思鹏.高应力区不良岩层中巷道支护技术的研究[J].东北煤炭技术，1994（04）.

[2]吴满路，张春山，廖椿庭，马寅生，区明益.青藏高原腹地现今地应力测量与应力状态研究[J].地球物理学报，2005（02）.

[3]张延新，蔡美峰，王克忠.平顶山一矿地应力分布特征研究[J].岩石力学与工程学报，2004（23）.

[4]李光煜，白世伟.岩体应力的现场研究[J].岩土力学，1979（01）.

[5]李光煜，朱祚铎，江鸣明.大瑶山隧道现场测试及稳定性分析[J].岩土力学，1988（04）.

[6]白世伟，丁锐.空心包体应力测量的几个问题[J].岩土力学，1992（01）.endprint

摘要：当前的快速掘进巷道构建主要是通过圆形的界面构建的，同时这种类型的墙壁一般来说没有受到过于强烈的爆破震荡的影响。相对于其他种类的巷壁来说更加完整以及不断裂。在这样的前提之下，我们可以通过运用力学中的连续介质理论框架来对整个巷壁和支护体进行共同的作用构建。正是基于这个理论，我们可以进行发散思维，运用粘弹性理论进行有建设性的构架和分析，同时基于这种框架，对整个应力场进行了相对作用下的构建和分析。

关键词：快速掘进 巷道岩石 支护 共同作用 三维应力

当前的巷道和对应的支护结构进行共同作用框架核心就是由于岩石自身的特性进行滞弹性变形的构建，并在这种构建情况的引导下，在对整个巷道进行开挖以及支护下，整个围岩框架通过收敛产生了对支护结构的反作用力，并且这种力度会随着时间产生各种变化。作用力与反作用力构建在这种相对狭小封闭的框架中的直接后果就是使得支护所受到的力度越来越大。如果我们在进行施工支护的时候不对这种力度进行一个相对精确的估计和测量，那么这种越来越大的施力会使得整个支护的结构处于一种不稳定的状态，同时对支护的安全产生相对的危险。针对这种情况，本文着重讨论其三维构架下的应力求解。

1 受力分析模型构建和应力分析

处于理想情况下的受力模型构建下，假设有一个长度为最大值的圆柱体安装在一个无限大的岩石构成体中，这个岩石构成体所受到的力构建即为三维应力，那么我们可以假设这个圆筒自身的半径即为a和b。在这种情况下，圆筒自身就代表着支护体的构成。我们可以假设这个支护体所安装的时间并不长，是在整个岩体进行开挖之后才被装上去的，其间隔时间我们可以设置为T1。这个时候我们就可以进行大胆的猜想，在T1之后，整体的围岩以及支护就开始共同协作产生了作用。本文试图利用对应的公式和计算来推测出整个支护体内所产生的应力分布以及所对应的位移情况。

根据上述文字中构建的模型我们可以假定如下情况。首先，沿着支护体的轴向没有应力或者是其他的物理量的改变，也就是说在虚拟模型上的框架中，变量z和应力等其余的物理量不发生关系。其次，在我们进行巷道的开挖前后，针对于轴向的应变数值也应该保持一个恒定的常量，这样就会使得支护被嵌入的时间成为时间t开始进行的位置。然后我们就可以得出下面的这种算式：

εIz=0

εIIz（t）=■[σz-vr（σx+σy）]=const

在上述的算式当中，I和II分别可以代表支护以及岩石，另外Br和vr则可以代表掩饰自身的弹性常数构建，另外σz、σx、σy则是对应位置上所标示的原岩应力分量。

根据上述结论我们可以看到，如果我们把岩石以及对应的支护体统一看作是线性构架下的粘弹性体，并根据单向负载荷重构建下的横向以及对应纵向的蠕变函数进行自身结构的描绘，那么如果想要对这个问题进行解释和分析就会变得很容易。在这里我们可以用符号来进行代替分析。假设说纵向以及对应横向的蠕变函数用符号代替分别为■和-■ （这里假设B为弹性模量，同时v为泊松比），那么我们就可以知道整个粘弹性体的本体关系构建：

εII=d/dt{[a1（t）-a2（t）]*σII（t）+[a2（t）*θ（t）]δII}

2 运用案例进行岩石地应力的三维实测和巷道稳定性探索

本文所采用的案例是山东的某矿场。本文将重点分析其中的某几个地应力和巷道的受力分析，来对支护进行合理的分析和实践。

2.1 如何确定地应力的自身大小

假设目前的地下某一个关键点对应的分量数值分别为σx、σy、σz、τxy、τyz、τxz并且这六个变量我们可以统一构建成为一个变量σXYZ，那么我们可以确定其中的主应力大小分别为σ1 σ2 σ3，同时基于这之间的关系，大地坐标所采用的XYZ关系可以用这九个方向进行对应的余弦值确定。同时，如果我们在进行对应的地应力实测当中，一般说来钻孔和大地系的坐标轴终会成为以下两种角度之一的构建，即仰角或者是俯角。如果我们使用xyz作为整体的钻孔坐标框架，那么这里的地应力构建就应该被记做如下的形式：σ′xyz =（σx ，σy，σz，τxy，τyz，τxz）

在这个式子当中，括号中的六个坐标可以分别对应地应力所包含的六个分量，而每个下角标中，单独存在一个字母的分量则表示成为正应力的对照，而两个字母则表示为剪应力的对照。为了方便记忆，我们可以规定这其中的x轴为水平孔径的方向，同时z轴也和钻孔的轴线进行重叠。因此根据上述条件可知，如果在进行钻孔自身的应力检测当中得到了对应σ′xyz的全部数值，同时对坐标进行双重转换，就可以得到σxyz的全部结果，并由此也可以推论出主要的盈利大小以及对应方向构建。在这里，我们可以设置一个进行中转的过渡坐标系x′y′z′，并且我们也可以把σ′xyz进行转换，处理成σ′x′y′z。同时设定坐标自身进行旋转倾角为α。他们之间的关系公式为：σ′x′y′z=Tασ′xyz

在这个算式当中，Tα是一个转换矩阵，其自身的阶应力构架为6*6，同时，在类似构架下，x′y′z′所组成的过渡坐标系的地应力分量进行旋转，并使其旋转角度达到一个方位角度β，我们就可以经过这种代换得到一个最后的结论：σxyz=Tβσx′y′z。

在这个算式当中，Tβ和Tα一样，也是一个转换矩阵，其自身的阶应力构架同样为6*6。因此，其主要的分量也是由x′y′z′的整体坐标系通过对原有角度进行β度数的旋转之后，通过上述的九个方向自身的余弦值进行组合而最终构成的。因此我们可知，无论目标对象是处于什么样的坐标系下，我们都可以根据当前所获得的盈利分量进行对主应力（σx，σy，σz）的大小数值确定，并且我们所能确定的数值具有唯一性和独特性。

2.2 计算该矿场的应力以及位移

基本资料构建：长度单位：米，时间单位：月

计算岩石以及对应支护的蠕变函数构建：

C1（t）=0.81×10-5+0.29×10-5[1-exp（-0.12×10-12t）][kg/cm2]-1

C2（t）=-0.15×10-5-0.94×10-6[1-exp（-0.12×10-12t）][kg/cm2]-1

A1（t）=0.36×10-5+0.22×10-5[1-exp（-0.12×10-11t）] [kg/cm2]/P

A2（t）=-0.7×10-5-0.45×10-6[1-exp（-0.12×10-11t）] [kg/cm2]/P

同时公共边的交界问题是通过焊接解决的。下图是当r=10.2m，θ=30°时的主应力和最大的剪应力随着时间的不断变化产生的曲线。右侧的图片则是r=10.1m，θ=30°时的曲线。

■

图1 图2

本文上述所运用的思路仅仅局限在线性粘弹性框架下。公式比较复杂，但是可以通过计算机进行计算。这种思路运用广泛，还可以在石油测量和钻探方面进行实践。

参考文献：

[1]庞俊勇，吴忠，王有凯，曾伟麟，田凤岐，王思鹏.高应力区不良岩层中巷道支护技术的研究[J].东北煤炭技术，1994（04）.

[2]吴满路，张春山，廖椿庭，马寅生，区明益.青藏高原腹地现今地应力测量与应力状态研究[J].地球物理学报，2005（02）.

[3]张延新，蔡美峰，王克忠.平顶山一矿地应力分布特征研究[J].岩石力学与工程学报，2004（23）.

[4]李光煜，白世伟.岩体应力的现场研究[J].岩土力学，1979（01）.

[5]李光煜，朱祚铎，江鸣明.大瑶山隧道现场测试及稳定性分析[J].岩土力学，1988（04）.

[6]白世伟，丁锐.空心包体应力测量的几个问题[J].岩土力学，1992（01）.endprint

摘要：当前的快速掘进巷道构建主要是通过圆形的界面构建的，同时这种类型的墙壁一般来说没有受到过于强烈的爆破震荡的影响。相对于其他种类的巷壁来说更加完整以及不断裂。在这样的前提之下，我们可以通过运用力学中的连续介质理论框架来对整个巷壁和支护体进行共同的作用构建。正是基于这个理论，我们可以进行发散思维，运用粘弹性理论进行有建设性的构架和分析，同时基于这种框架，对整个应力场进行了相对作用下的构建和分析。

关键词：快速掘进 巷道岩石 支护 共同作用 三维应力

当前的巷道和对应的支护结构进行共同作用框架核心就是由于岩石自身的特性进行滞弹性变形的构建，并在这种构建情况的引导下，在对整个巷道进行开挖以及支护下，整个围岩框架通过收敛产生了对支护结构的反作用力，并且这种力度会随着时间产生各种变化。作用力与反作用力构建在这种相对狭小封闭的框架中的直接后果就是使得支护所受到的力度越来越大。如果我们在进行施工支护的时候不对这种力度进行一个相对精确的估计和测量，那么这种越来越大的施力会使得整个支护的结构处于一种不稳定的状态，同时对支护的安全产生相对的危险。针对这种情况，本文着重讨论其三维构架下的应力求解。

1 受力分析模型构建和应力分析

处于理想情况下的受力模型构建下，假设有一个长度为最大值的圆柱体安装在一个无限大的岩石构成体中，这个岩石构成体所受到的力构建即为三维应力，那么我们可以假设这个圆筒自身的半径即为a和b。在这种情况下，圆筒自身就代表着支护体的构成。我们可以假设这个支护体所安装的时间并不长，是在整个岩体进行开挖之后才被装上去的，其间隔时间我们可以设置为T1。这个时候我们就可以进行大胆的猜想，在T1之后，整体的围岩以及支护就开始共同协作产生了作用。本文试图利用对应的公式和计算来推测出整个支护体内所产生的应力分布以及所对应的位移情况。

根据上述文字中构建的模型我们可以假定如下情况。首先，沿着支护体的轴向没有应力或者是其他的物理量的改变，也就是说在虚拟模型上的框架中，变量z和应力等其余的物理量不发生关系。其次，在我们进行巷道的开挖前后，针对于轴向的应变数值也应该保持一个恒定的常量，这样就会使得支护被嵌入的时间成为时间t开始进行的位置。然后我们就可以得出下面的这种算式：

εIz=0

εIIz（t）=■[σz-vr（σx+σy）]=const

在上述的算式当中，I和II分别可以代表支护以及岩石，另外Br和vr则可以代表掩饰自身的弹性常数构建，另外σz、σx、σy则是对应位置上所标示的原岩应力分量。

根据上述结论我们可以看到，如果我们把岩石以及对应的支护体统一看作是线性构架下的粘弹性体，并根据单向负载荷重构建下的横向以及对应纵向的蠕变函数进行自身结构的描绘，那么如果想要对这个问题进行解释和分析就会变得很容易。在这里我们可以用符号来进行代替分析。假设说纵向以及对应横向的蠕变函数用符号代替分别为■和-■ （这里假设B为弹性模量，同时v为泊松比），那么我们就可以知道整个粘弹性体的本体关系构建：

εII=d/dt{[a1（t）-a2（t）]*σII（t）+[a2（t）*θ（t）]δII}

2 运用案例进行岩石地应力的三维实测和巷道稳定性探索

本文所采用的案例是山东的某矿场。本文将重点分析其中的某几个地应力和巷道的受力分析，来对支护进行合理的分析和实践。

2.1 如何确定地应力的自身大小

假设目前的地下某一个关键点对应的分量数值分别为σx、σy、σz、τxy、τyz、τxz并且这六个变量我们可以统一构建成为一个变量σXYZ，那么我们可以确定其中的主应力大小分别为σ1 σ2 σ3，同时基于这之间的关系，大地坐标所采用的XYZ关系可以用这九个方向进行对应的余弦值确定。同时，如果我们在进行对应的地应力实测当中，一般说来钻孔和大地系的坐标轴终会成为以下两种角度之一的构建，即仰角或者是俯角。如果我们使用xyz作为整体的钻孔坐标框架，那么这里的地应力构建就应该被记做如下的形式：σ′xyz =（σx ，σy，σz，τxy，τyz，τxz）

在这个式子当中，括号中的六个坐标可以分别对应地应力所包含的六个分量，而每个下角标中，单独存在一个字母的分量则表示成为正应力的对照，而两个字母则表示为剪应力的对照。为了方便记忆，我们可以规定这其中的x轴为水平孔径的方向，同时z轴也和钻孔的轴线进行重叠。因此根据上述条件可知，如果在进行钻孔自身的应力检测当中得到了对应σ′xyz的全部数值，同时对坐标进行双重转换，就可以得到σxyz的全部结果，并由此也可以推论出主要的盈利大小以及对应方向构建。在这里，我们可以设置一个进行中转的过渡坐标系x′y′z′，并且我们也可以把σ′xyz进行转换，处理成σ′x′y′z。同时设定坐标自身进行旋转倾角为α。他们之间的关系公式为：σ′x′y′z=Tασ′xyz

在这个算式当中，Tα是一个转换矩阵，其自身的阶应力构架为6*6，同时，在类似构架下，x′y′z′所组成的过渡坐标系的地应力分量进行旋转，并使其旋转角度达到一个方位角度β，我们就可以经过这种代换得到一个最后的结论：σxyz=Tβσx′y′z。

在这个算式当中，Tβ和Tα一样，也是一个转换矩阵，其自身的阶应力构架同样为6*6。因此，其主要的分量也是由x′y′z′的整体坐标系通过对原有角度进行β度数的旋转之后，通过上述的九个方向自身的余弦值进行组合而最终构成的。因此我们可知，无论目标对象是处于什么样的坐标系下，我们都可以根据当前所获得的盈利分量进行对主应力（σx，σy，σz）的大小数值确定，并且我们所能确定的数值具有唯一性和独特性。

2.2 计算该矿场的应力以及位移

基本资料构建：长度单位：米，时间单位：月

计算岩石以及对应支护的蠕变函数构建：

C1（t）=0.81×10-5+0.29×10-5[1-exp（-0.12×10-12t）][kg/cm2]-1

C2（t）=-0.15×10-5-0.94×10-6[1-exp（-0.12×10-12t）][kg/cm2]-1

A1（t）=0.36×10-5+0.22×10-5[1-exp（-0.12×10-11t）] [kg/cm2]/P

A2（t）=-0.7×10-5-0.45×10-6[1-exp（-0.12×10-11t）] [kg/cm2]/P

同时公共边的交界问题是通过焊接解决的。下图是当r=10.2m，θ=30°时的主应力和最大的剪应力随着时间的不断变化产生的曲线。右侧的图片则是r=10.1m，θ=30°时的曲线。

■

图1 图2

本文上述所运用的思路仅仅局限在线性粘弹性框架下。公式比较复杂，但是可以通过计算机进行计算。这种思路运用广泛，还可以在石油测量和钻探方面进行实践。

参考文献：

[1]庞俊勇，吴忠，王有凯，曾伟麟，田凤岐，王思鹏.高应力区不良岩层中巷道支护技术的研究[J].东北煤炭技术，1994（04）.

[2]吴满路，张春山，廖椿庭，马寅生，区明益.青藏高原腹地现今地应力测量与应力状态研究[J].地球物理学报，2005（02）.

[3]张延新，蔡美峰，王克忠.平顶山一矿地应力分布特征研究[J].岩石力学与工程学报，2004（23）.

[4]李光煜，白世伟.岩体应力的现场研究[J].岩土力学，1979（01）.

[5]李光煜，朱祚铎，江鸣明.大瑶山隧道现场测试及稳定性分析[J].岩土力学，1988（04）.

4.巷道支护失稳分析 篇四

摘要：主要探讨了采矿工程中巷道掘进的技术要点，提出了强化采矿工程巷道支护的几点技术措施，希望更好地确保整个采矿工程的巷道掘进与支护工作的安全高效运行。

关键词：采矿工程;巷道掘进;支护技术;应用

0引言

在现代采矿工程中，为了更好地确保采矿企业的效益，首先就必须确保采矿的安全。而在巷道掘进过程中，为了确保顺利安全的实施，就必须切实注重支护技术的应用，而这就需要掌握巷道掘进技术要点，并紧密结合实际支护的需要，针对性地确定支护的类型，才能确保整个采矿工程的质量和安全。

1采矿工程实施中巷道掘进技术要点的分析

在采矿工程实施巷道掘进工作中，其技术要点主要就是针对性地确定掘进方式，并切实做好瓦斯排放、巷道支护和通风防尘及光面爆破等方面工作，从而更好地满足巷道掘进顺利安全高效实施的需要。

1.1常见的掘进方式分析

在采矿掘进过程中，常见的掘进方式主要有综合机械化掘进、大断面连续采掘、掘锚一体化掘进等方面。在实际应用过程中，应结合实际需要，针对性地选取。一般而言，综合机械化掘进的方式，主要是以供电系统和运输机及机和单体锚杆钻机与掘进机和通风除尘等设备组成综合化的机械化掘进系统，从而结合巷道的掘进需要针对性地确定掘进机型号。而在大断面连续采掘过程中，主要是采取间断式、连续式等运输方式，利用相应设备在大断面巷道中进行快速掘进，而区别则是掘进速度和掘进进度的控制。而在掘锚一体化的掘进过程中，主要是以基础类的掘进机和采矿机的前提下发展的新型掘进系统，其主要是能在掘进时将掘进和锚固的作业进行有效协调，从而降低掘进与锚固的作业时间，从而确保掘进效率的提升，所以在目前诸多采矿工程中得到了广泛应用。

1.2瓦斯排放

瓦斯排放是整个巷道掘进工作中必须重视的问题，否则就可能因此引发安全事故。所以在掘进工作中，应切实注重矿井通风工作的开展，从而及时将掘进面瓦斯有效排除，严格按照有关要求满足瓦斯排放的需要，尤其是应注重瓦斯浓度的检测，才能及时掌握异常的情况，从而更好地避免瓦斯浓度过高引发的安全问题。

1.3巷道支护

巷道支护施工是整个掘进施工中最为关键的.环节，所以在巷道支护施工中，只有针对性地采取巷道支护技术，才能更好地促进整个掘进工作顺利的实施。这就需要掌握常见的巷道支护技术要点。但不管采取哪种巷道支护技术，都应切实掌握其技术要点，确保其与巷道掘进施工任务实施的匹配性，才能更好地提高巷道质量和确保巷道掘进安全[1]。

1.4通风防尘

在采矿掘进工作中，在做好上述工作的基础上，做好通风防尘工作也是一项十分重要的内容。因而必须重视通风防尘工作的开展。而这一工作就需要针对性地选择通风机的型号、数量和位置。一般而言，主要是可结合巷道掘进所需的风量和风压，针对性地对通风机类型进行确定，常见的以压入式通风机为主，所以应结合所确定的位置和数量，切实掌握其安装技术要点，并配备配套的风筒，促进风机作用的发挥，同时还要尽可能避免出现漏风和涡流的情况，且在投入使用之前应对其性能进行试验，确保整个通风系统能满足不同环境下通风的需要。而在通风系统运行过程中，还应加强对其风量的检测，做好可能出现的各种情况的预案，尽可能确保风量能满足通风需要。而在此基础上，就需要做好防尘除尘工作的开展，尤其是产生的粉尘可能具有可燃性，若忽视对其的处理，势必会因此导致安全事故发生。因而在通风的基础上，还应配备相应除尘系统，采取针对性除尘方式，尽可能地将粉尘给掘进工作带来的影响降到最低。

1.5光面爆破

光面爆破技术也是采矿工程中常用的巷道掘进技术之一。常见的光面爆破有修边法、预裂法和轮廓线等光爆技术。不管采取哪种光爆技术，核心在于确保周边爆破眼布置的精准性，还有装药量和爆破眼的间隔等，应结合巷道掘进时的围岩情况进行针对性计算，从而在确保试验达标后才能应用于光面爆破中，从而更好地确保光面爆破质量，最大化确保整个巷道掘进工程得以顺利高效的实施[2]。

2采矿巷道掘进施工中支护技术要点的分析

为了确保整个掘进工程得以顺利实施，巷道支护工作是整个工程实施的关键所在。以下就几种常见的支护技术要点进行分析，在实际应用中，必须结合实际针对性地进行选取。

2.1临时性支护技术要点分析

临时性支护是为了满足巷道掘进的需要，在实际掘进过程中，经常需对巷道进行临时性支护。例如利用木支架在巷道进行支护时，主要是采取梯形的木棚子，具有质量轻和便于加工和安装的特点，所以其具有较强的适应性，而其缺点就在于强度低和防火性较差，因而其往往属于临时性的支撑，在服务不久之后就需要更换。再如，在利用金属支架进行巷道掘进支护时，主要是考虑到其不仅具有较强的强度，且便于拆装和重复使用，因而其既可作为临时性支护措施，也可作为永久性支护措施。但其不管是临时性还是永久性支护措施，均需紧密结合服务年限，对其背板材料进行确定，这主要是为了考虑成本的需要，所以木板主要用于临时性支护背板，而混凝土预制板则作为永久性支护背板。

2.2永久性支护技术要点分析

在做好临时性支护的同时，还需做好永久性支护工作。这就需要紧密结合实际需要，针对性地确定其支护的类型。常见的永久性支护技术主要有以下几种：a)锚杆支护技术。这一支护技术因其有着较强的支护效果而得到了广泛应用，其经济性、快速性和安全性都具有较强的优势。常见的锚杆支护主要有顶板锚杆和煤帮锚杆，且其规格和性能的不同，使得其支护类型较多。例如复合玻璃钢锚杆，杆体材料主要是采取具有较高强度的玻璃钢，而内端头则以左旋麻花结构为主，其锚杆杆体的外部尺寸最大不超过26mm，因而在孔径28mm～32mm的钻孔中采用，且确保锚杆和岩石层面为正交，且最小的角度应大于75°，在安装锚杆时应紧密结合锚固剂对其搅拌的时间进行确定，且在安装过程中应确保一次性锚固到底，严禁存在中断的情况;b)预制钢筋砼支架。这一支护技术主要是利用混凝土制作支架，并在矿井内将其装配，确保梁柱接口的紧密性，所以其不仅具有较大的支护强度，且成本较低，但存在质量大和无伸缩性等方面不足。常见的主要有吊环式的前探梁，主要是在前面的临时支护措施下，采用3根吊挂前探支架，按照一定的长度和间距将其在巷道中平行布置，每一根的强度必须与吊环之间进行固定和匹配，固定点必须大于2个，并确保其紧固性，才能确保其支护效果;c)混凝土支护。主要是采取喷射混凝土的方式制作混凝土支架，并将混凝土支护和锚杆支护进行有机结合，从而更好地对围岩进行封闭和固定。所以在具体实施过程中，首先应科学布置喷射混凝土的设备，以确保施工的安全性和操作的高效性。当掘进之后，首先应安装临时性锚杆，并喷射薄层的混凝土，当喷射到设计的厚度后，应进行锚杆安装，再通过锚网喷射混凝土的方式，增加金属网强度，从而更好地确保整个混凝土支护效果。

2.3现代科学技术的应用

在做好上述工作的基础上，为了更好地确保整个掘进工程顺利的实施，作为采矿企业，还应切实加强现代科学技术的应用，从而更好地为确保整个煤矿掘进工程顺利的实施奠定基础。例如加强瓦斯在线监测系统的应用，对巷道内瓦斯浓度进行检测;加强通风预警系统的应用，及时掌握施工现场的通风情况，对整个通风系统的情况进行监控，并采取自动化报警措施，实现自动化与人工智能化的修复，才是巷道掘进施工安全的主要方向。此外，还应切实加强在线视频监控系统的应用，不仅要对施工现场进行监控，且要对各种支护措施的情况进行在线监控和分析，才能更好地满足采矿掘进工程施工的需要[3]。

3结语

在采矿工程项目实施过程中，为了确保巷道掘进的质量、安全和高效性，必须切实注重掘进技术要点的掌握和应用，尤其是应掌握巷道掘进支护要点，注重监测机制的建立，完善监测系统，确保其安全高效的实施，提高企业效益的同时保证生产的安全。

参考文献：

[1]刘晓光.浅谈支护技术在煤矿巷道掘进中的应用[J].中国新技术新产品，(9)：123.

[2]于兆东，马寿强，李海龙.巷道支护技术在煤矿井下掘进中的应用[J].山东工业技术，(5)：69.

5.巷道支护失稳分析 篇五

通青公路边坡失稳成因分析及治理研究

在分析通青公路地质环境条件的基础上,对该路段边坡失稳的形态、变形特征以及气象水文、地形地貌和工程活动等主要因素对边坡稳定的影响进行了研究,并对该线路中边坡失稳的`形成过程和机理进行了分析.研究结果表明,由于开挖使得边坡植被遭破坏,表层岩土体风化严重及降雨入渗导致边坡岩土体浸水软化,其抗剪强度降低或丧失,形成坡面开裂和坡脚剪切破坏,滑面贯通造成边坡失稳的产生.结合工程实际对该处边坡失稳进行了处治设计,提出削坡卸荷+地表地下排水+坡脚支挡防护的综合治理措施,同时采用渗流有限元与普遍极限平衡法相耦合的方法,对通青公路k4+330段边坡不同工况下稳定性进行分析.计算结果表明:处治前边坡在持续降雨情况下处于不稳定状态;处治后边坡在边坡天然状态和饱和状态抗剪强度降低的情况下,其安全系数都得到了提高.

作 者：张立 张邦爱  作者单位：张立(湖南华罡交通规划设计研究院,湖南,长沙,410015)

张邦爱(湖南省交通科学研究院,湖南,长沙,410015)

刊 名：湖南交通科技 英文刊名：HUNAN COMMUNICATION SCIENCE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)： 35(2) 分类号：U418.5+2 关键词：公路边坡   失稳   渗流   数值模拟   普遍极限平衡法  

6.巷道支护失稳分析 篇六

某煤矿东西宽度为4.81km，南北方向的长度为6.03km，总面积为28.99km2。在经过详细的勘察计算后于1990年年底移交投入生产。在开采过程中采用中央立井单水平上下山开拓，通风方式选择的是中央并列式通风方式。在进行井下生产的过程中，实施的是一井一面的生产模式，通过综放开采技术进行开采，在生产过程中实现了全过程的监控生产，确保了生产过程的透明化。该煤矿原岩最大主应力值为9.79～12.05MPa，倾角为1.5～9.6°，方位角为254～274°，近水平最大主应力值约为垂直应力值的1.7倍。

2巷道围岩变形破坏特征

因为巷道的围岩是碎裂结构，因此其节理发育强度很低。在进行煤矿挖掘的过程中，巷道会受到采动的影响，进而导致围岩发生一定的挤压流动性变形。在实际的采矿过程中，巷道所发生的变形主要具有以下特点：巷道在挖好后因为原来的内部压力发生变化，使得围岩存在较大的变形，因为巷道的存在会是整个巷道内的整体结构发生变化，导致矿压发生剧烈的变化。在回采巷道掘进时，巷道的顶板以及底板移近的速度最高能够超高100mm/d。此外，巷道内围岩流动性较强，在挖掘后很长一段时间都无法保持稳定，发生变形的`速度相对较快。因为围岩结构稳定性较低，因此其极易受到外界的影响，在采矿过程中无论是返修还是放炮，都会导致整体的结构发生变化，使得围岩的变形进一步的加大。因为巷道的底板处的移动量要大于两侧，因此存在十分严重的变形形象，底板处的鼓包十分的严重。在矿区开采的过程中，影响的范围十分的大，越是靠近工作区域的巷道所受到的影响越大，变形十分的影响。

7.巷道施工中锚喷支护技术分析 篇七

任何产品的生产, 不按其工艺要求进行, 质量都是无法保证的。锚喷支护也是如此。锚喷支护质量的制约因素很多, 施工中只要有一个环节不按工艺要求进行, 就将会从根本上降低其质量, 影响支护效果。

1 锚杆支护工艺概述

在锚杆喷射混凝土支护的巷道中, 锚杆所发挥的支护作用是为人所共知的。过去我们主要使用的管缝锚杆, 由于其施工方便, 便于机械化作业, 提高了掘进速度, 为锚杆支护技术在我矿区的发展起到了推动作用。然而, 几十年的应用也逐渐暴露出管缝锚杆存在着许多无法克服的缺点。由于管缝锚杆是靠管径的弹性变形产生的管壁和钻孔岩石表面之间的磨擦阻力锚固围岩的, 在材质、加工和安装质量方面都难以达到设计要求, 而且耐腐蚀性差, 导致锚固力降低, 支护质量不稳定。因此采用高初锚力、高强度的树脂螺纹钢锚杆替代管缝锚杆可以提高支护质量其屈服荷载、破断荷载大大高于普通锚杆, 特别是在锚杆尾部螺纹部分经过强化热处理后, 其强度高于杆体强度, 并能保证必要的延伸率, 使锚杆支护的安全可靠性进一步提高。

2 锚喷支护的前提和基础———光面爆破

光面爆破是通过合理选择爆破参数, 使爆破后的巷道成形规整, 减少了超挖和欠挖, 最大限度地保持围央的自撑能力, 有利于安全施工和永久支护的安全使用。光面爆破施工在工艺上有着严格的要求。但我们在现场调查中发现, 不少的巷道光爆成形很差, 超挖严重, 围岩表面不规整。究其原因, 是末按工艺要求施工。有的施工人员为了片面追求进度, 不按要求布置周边眼、随意加大装药量, 造成少钻眼、多装药, 根本不成其为光面爆破。其结果严重破坏了巷道围岩的稳定性、削弱了它的自身强度、降低了它的自承能力, 给下一步的锚喷支护带来很大困难。

3 合理确定复喷到迎头的距离

在现场施工中, 不少单位将复喷紧跟迎头。这在巷道围岩条件好、原始应力较小时是可行的, 因为这种巷道开挖后很少发生变形。但大多数巷道则并非如此, 它们往往要有一个变形期, 使应力得以重新分布、达到平衡, 这样巷道才趋于稳定。根据巷道支护理, 锚喷支护是一种主动支护, 是一种将“抗”与“让”相结合的柔性作用, 使围岩应力得以合理分布, 提高围岩自承能力, 这样更有利于维护围岩的稳定。

锚喷两次支护也是根据上述机理提出的。巷道开挖后立即初喷一薄层砂浆或混凝土, 并安装锚杆。这样利用喷层和锚杆的柔性特点, 允许围岩有一定量的变形, 以改善围岩内部的应力分布状况, 并控制围岩有较大的变形发展, 以达到发挥围岩自承拱的承载能力的目的, 减少对二次永久支护层的压力。复喷到迎头的距离, 取决于围岩的性质、构造、巷道断面、掘进速度与光爆效果等因素。

4 一次喷射的厚度

喷射时, 围岩表面立即粘结成一层喷射混凝土。如果连续在一处喷射, 粘结的混凝土层会愈粘愈厚, 直到混凝土支持不住本身的重量, 会出现脱落, 影响混凝土的粘结与凝聚。如果喷头移动的过快, 在围岩上只留下一层砂浆, 大部分的骨料回弹, 等薄层硬结后, 再复喷必然会增加回弹率, 影响效果。因此, 一次喷射混凝土应有一定的厚度, 其厚度可根据岩性、围岩应力、巷道规格尺寸、喷射的角度等来确定。一次喷射厚度同喷射方向与水平面的关系可用下式计算:

式中D-一次喷射的厚度;

α-喷射方向与水平面的夹角。

通过一般计算, 一次喷射厚度为40 (顶) ~70 (帮) mm为最佳, 分层喷射时, 必须在前一层喷射混凝土终凝后再进行。

5 锚喷支护技术施工中的管理

煤矿施工的特点是地下分散作业, 严格执行施工制度与落实措施更为重要。锚喷支护在质量管理上还有不少薄弱环节亟待加强。

5.1 锚杆安装的质量管理

锚杆赖以发挥作用的首要条件其安装角度和初始锚固力均要达到要求。实加强对锚杆安装质量的管理, 要严格钻孔质量关。钻孔时必须长钎和短钎交替使用, 必须保证锚杆与顶板和两帮的垂直度达到标准规定的要求。安装螺纹钢树脂锚杆时, 搅拌要到位, 锚杆尾端的垫板要贴紧围岩表面, 然后用专有工具将螺母上紧, 确保扭距、预应力达到要求。这几道工序一道都不能省, 必须监督施工人员逐项完成。只有这样才能保证锚杆安装角度和初锚力达到预期的要求, 提高锚杆的支护效果。

5.2 喷射混凝土的质量管理

5.2.1 混合料的配合比

由于喷射混土施工工艺的特点, 在选择喷射混凝土配合比时, 既要满足支护结构对喷射凝土的物理力学性能方面的要求, 又要考虑喷射混凝土施工工艺方面的要求, 而使喷射混凝土具有足够的抗压、抗拉、粘结强度, 又使喷射混凝土收缩变形值保持最小, 喷射作业时的加强弹花机率也最低。喷射混凝土的配合比不但决定喷射混凝土的强度, 也是确定其成本高低的重要因素。喷射混凝土的成功依赖着许多变化的因素, 便其配合比是在诸多因素中起着主导作用的。

5.2.2 喷射混凝土厚度

5.2.2.1严格按质量标准加强对喷射混凝土质量的检查, 严格进行试块强度检测, 不得弄虚作假, 否则不予定级。

5.2.2.2加强石子的级配管理, 对于含石粉, 泥土的石子、砂子要事先冲洗干净, 做到不合格的料不下井。

5.2.2.3喷射混凝土的拌合要使用专用搅拌机, 要严格按配合比随拌随用。

5.2.2.4加强对管理人员与施工人员的技术培训和思想教育、提高他们的技术素质、质量意识与执行堆积的自觉性。

喷射混凝土厚度是巷道锚喷支护的主要参数之一, 因此成为支护质量标准中规定检查的基本项目。在目前的情况下, 要有效地控制喷射混凝土的厚度, 一是要加强现场与施工同步的监督和管理;二是必须实行拉线喷射, 即按巷道的净断面尺寸拉好线进行喷射, 这是在目前条件下控制喷厚的简单易行而又具显著效果的方法;三是加强喷射施工前后巷道尺寸的对比检查, 在巷道上下帮定点, 每1米为一个控制点, 在这一点上对喷射前后的巷道尺寸进行对比检查, 从而确保喷射厚度达到要求。

5.3 其他方面

在喷射混凝土施工中还存在着其他一些不良现象, 也必须加强管理加以克服。

(1) 多次重复喷射。现在的喷射机具与喷射工艺完全能满足目前的喷厚要求, 但不少单位还采取多次喷射的施工方式。在这种情况下, 喷层只要受力, 就极易在两次喷射面之间产生离层, 影响其支护强度。

(2) 由于巷道成形不好, 巷道出现较大超挖时, 个别区队则采取填矸或者挂多层金属网, 制造假帮假顶。这些均不利于巷维护。

(3) 喷前不冲刷受喷面。喷射混凝土前必须将受喷面冲刷干净, 否则必然削弱喷射混凝土与受喷面的粘结, 直接影响喷层的支护能力, 降低支护效果。

(4) 喷后不养护。喷射混凝土施工后的养护是一道很重要的工序。井下潮湿、空气湿度大, 对喷射混凝土养护有一定好处。便喷射混凝土中添加了速凝剂, 在水化过程中, 需要较多水分。因此养护对提高喷体强度是必须措施之一。

结束语

总之, 锚喷支护技术在巷道施工中占有相当重要的地位, 做好施工的每一步工作, 加强施工管理, 为延长巷道服务年限和施工安全做好基础

参考文献

[1]范公勤.缓倾斜倾斜煤层回采巷道断面选择研究[J].西安科技学院学报.

[2]高凤军, 刘宝海.锚网支护在回采巷道的应用[J].内蒙古煤炭经济.

8.浅谈煤矿井下巷道支护 篇八

【关键词】煤矿；巷道支护；支护技术

煤矿井下巷道开挖之后，巷道顶帮围岩原有的三向应力的平衡状态被打破，为了保持煤矿巷道的稳定性，避免围岩出现垮落或过大变形，巷道掘进后一般都要进行支护。目前，我国大部分煤矿采用锚网、锚索喷联合支护技术。在采用锚网、锚索喷联合支护技术后，可明显改善围岩受力状态，有效地控制围岩变形，提高支护的安全可靠性。与砼碹相比，锚喷、锚网喷和、锚网索喷联合支护技术可减少掘进荒断面，降低支护费用，经济效益显著。锚喷、锚网喷和、锚网索喷联合支护技术可缩短工期。因掘进断面比砼碹支护方式小，掘进工程量小，掘进速度快，可缩短工期20%左右。

1.煤巷锚杆支护

使用锚杆支护的作用

使用锚杆支护，既可发挥其加固拱作用和悬吊作用，使复合顶板内的各煤岩体与锚杆紧固成一个所谓的“组合梁”，从而提高顶板岩层的抗弯强度，减少各岩层层面滑移、离层和冒落的机率，从而保证巷道的稳定性。直接经济效益：以6.4m2断面的每米支护费用对比，使用锚杆支护，每m巷道支护费用为186.16元，节约火工品费用25元，且巷道不需维修。而使用棚式支护，每m巷道掘进支护费用为165元，维护费用为165元。间接经济效益：使用锚杆支护，较棚式支护单进提高了10%，掘进工效提高了38%，提前准备出来工作面供采。社会效益：使用锚杆支护代替原来的棚式支护，取消了木材消耗，有效地保障了国家“天然林保护工程”顺利实施，有利于环境保护。同时也减轻了操作人员的体力劳动，消除了棚式支护所带来的操作不安全隐患，改善了操作人员的劳动环境，杜绝了超时劳动和超体力劳动的现象。

2.煤巷锚杆网喷浆支护

2.1使用锚杆网喷浆支护作用

锚杆网喷浆支护既能充分发挥锚杆作用，又充分发挥喷射混凝土的作用。同时网使围岩表面破碎圈完整化，使喷层平整均匀，增加抗弯、抗剪能力，并具有较高柔性和较大的允许变形量。

锚杆网喷浆支护突破了传统旧的支护形式和支护理论，不是消极地支护已松动的围岩，而是主动地保持围岩的完整性、稳定性，控制围岩变形、位移及裂隙发展，充分发挥围岩自身的支承作用。即以护為主，以支为辅，是加固松动圈而不是支护松动圈的一种较为合理且适用断层破碎带不稳定岩石的一种支护形式。

2.2使用锚杆网喷浆支护现状

在全矿区主要运输大巷、回风大巷都采用了锚杆网喷浆支护。

2.3喷射混凝土

2.3.1喷射混凝土厚度选择

喷层过薄影响支护强度，过厚影响其柔性，使脆性增加，易于围岩离层，而使围岩形成的承载结构不能保持。根据巷道服务年限、跨度、围岩稳定性和该矿实际经验，确定喷射混凝土厚度为100mm。分二次喷射混凝土，初喷厚度40mm，复喷达到100mm厚度。

2.3.2喷射混凝土材料要求

选用42.5强度等级的普通硅酸盐水泥，采用粒径为0.3mm-3mm的中砂，石子直径不大于25mm，水泥：砂子：石子=1：2.5：1.5。

2.3.3喷射混凝土参数

选用旋转式ZHP-2型混凝土喷浆机，工作压力0.12MPa-0.18MPa，喷口到喷面距离1m-1.5m，输料管长20m，速凝剂控制在3%-5%范围内，喷两墙时取小值，喷拱顶时应取大值，并做到潮拌料，喷前岩壁洒水，降低回弹、粉尘，保证混凝土的强度。

3.岩巷锚喷锚网混凝土支护

喷射混凝土作为用喷射方法制备的混凝土，是砂石料、水泥和速凝剂等材料搅拌而形成，借助混凝土喷射机使混合物在压缩空气的作用下，通过软管输送到喷嘴处。在喷嘴处加水混合并形成料束，高速喷敷在围岩表面上，就可形成喷射混凝土层，以支护矿井围岩。锚杆和喷射混凝土两种支护手段经常相互配合、补充，联合使用，形成锚杆喷射混凝土支护，能够增加它们对围岩的支护能力，可以适应多种围岩条件。

喷射混凝土的原材料及其配比

（1）水泥。应优先选用普通硅酸盐水泥，它凝结硬化快，保水性好，早期强度增长快。也可从实际出发选用矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥。水泥标号一般不得低于325号，过期、受潮结块或混合的水泥不能使用。

（2）砂子。应采用坚硬耐久的中砂或粗砂，细度模数应大于2.5，含泥量要小于3%。细砂会增加喷射混凝土的干缩变形，过细的粉砂易产生粉尘，影响操作人员的身体健康。

（3）石子。应采用坚硬耐久的卵石或碎石，粒径小于15mm。卵石因其光滑干净，对喷射机和输料管路磨损少，有利于远距离输料和减少堵管故障。碎石混凝土比卵石混凝土强度高，喷射作业中回弹率也较低，但碎石有棱角，表面粗糙，会对喷射机和输料管路磨损，应少用。

（4）水。饮用水及洁净天然水可以作为喷射混凝土混合水。混合水不应含有影响水泥正常凝结与硬化的物质，不得使用污水和酸性水。

（5）速凝剂。一种以铝酸盐和碳酸盐为主；一种以水玻璃为主；按形状又可分为粉状和液体两类。速凝剂能使喷射混凝土凝结速度快、早期强度高、后期强度损失小、缩变形增加不大、对金属腐蚀小、在低温（5℃左右）下不致失效，用量一般约为水泥用量的2.5%-4%。由于喷射混凝土施工工艺的特点，在选择喷射混凝土配比时，既要满足支护方面的要求，还应考虑施工工艺的要求。

9.松软破碎岩体中巷道支护的探讨 篇九

【关键词】破碎岩体；巷道支护

在松软破碎岩体中开掘巷道，由于地压大，围岩强度低，稳定性差，给掘进和支护增加了难度，常常发生巷道严重变形、破坏，需要反复翻修的情况，既耗费人力，物力和财力，又严重地影响矿井建设和正常生产。特别是近些年来，随着勘探技术和采煤技术的发展，采场正在逐渐向井下深部延深，而越往矿井深部地压越大，围岩越难维护。以上均存在松软破碎岩体中巷道支护的问题。下面就此谈几点看法。

1.软破碎岩体的概念及特征

松软破碎岩体一般指岩体中的岩石结构疏松、容重小、孔隙率大、强度低、硬度小，容易产生塑性变形及流变变形，且岩体内层理，裂隙发育，小断层纵横交错，挤压错动极为明显，各种岩石分布杂乱无章，组成这种岩体的岩石不仅抗压强度低，而且工程岩体自身的不连续面和被连续面分割而成的结构体也影响其强度，例如岩体中的断层剩隙，层理等构成了岩体中的弱面，因此松软破碎程度是显然的。

此外，岩层在地下，受地应力，地下水，地温等的作用影响，相对强度低的岩层也属软岩。矿井深部，虽然岩体本身强度较高，但在埋藏深度大，地质应力大的情况下，也会发生类似软岩的问题，即围岩压力大，使井巷围岩周边应力集中，当应力超过围岩的极限强度时，就会发生破坏，围岩体积扩张，膨胀，向井巷空间内移，扰动范围较大，故作用在支架上的压力增力口，使支护困难。

2.松软破碎岩体中巷道失稳，破坏机理

在岩体中开掘巷道后，改变了原岩体在地下的三轴向应力平衡状态，地应力重新调整，在巷道周边产生应力集中，周边围岩在集中应力作用下向巷道的空间内移动，产生应变。对松软破碎岩体来说，围岩由于二次应力大于该岩体的极限强度，使用围岩产生塑性变形和流变变形，从而使岩体的强度下降，全部或部分丧失岩体自身承载能力。

我们知道，巷道支护是指包括支护体与巷道周围岩体的支承作用在内的联合支承系统。在松软破碎岩体中，支护结构系统的承受载荷Pu与巷道围的自身承载能力σd又有如图1所示的关系。由于松软破碎岩体变形具有明显的时间效应，且初期变形剧烈，若采取传统支护方式，支护结构系统随时被推移，在载荷作用下，支承能力逐渐降低，而围岩的自身承载能力σd也要降低，与此同时支护结构系统承受的载荷Pu增大，这样又引起围岩自身承载能力σd，降低，随之Pu又增大，当支护系统承受的载荷超过支护系统本身所能承受的载荷时，支承系统产生破坏，造成巷道片冒坍塌。

图1 支护结构载荷与巷道围的自身承载能力曲线

3.松软破碎岩体中巷道支护原则

根据松软破碎岩体的力学特征及巷道失稳破坏机理，以及现场实践，可以从以下三个原则人手，来确定支护方案。

（1）封团围岩原则。对于易风化和遇水膨胀的松软破碎岩体，应在巷道开掘后尽早维护，一般在围岩表面喷射一薄层混凝土，封闭围岩，防止同空气、水接触，这样不仅能避免围岩风化、膨胀，同时还可以避免片冒情况的发生，保证安全生产。喷射混凝土厚度根据实践，一般为20-30mm，总的原则是不宜过厚，但又必须封闭住围岩。因为松软破碎岩体具有流变的特点，如果混凝土层过厚，则会具有一定的刚性，限制了围岩的适度形变，进而产生围岩压力增高点，破坏喷层，使围岩暴露于空气中，失去封闭作用。

（2）加固岩体原则。由于松软破碎岩体节理，裂隙，层理发育，断层交错，呈松散和松软结构，岩体强度低，因此必须加固围岩，改变岩体结构，提高岩体的整体性，调整巷道周围的应力场和围岩的力学特征，把作用在支承系统上的外力尽可能地转移到围岩的更深处，同时，使巷道周围的岩体从载荷转化为承载结构的一部分，提高围岩的自身承载能力。

1）注浆加固。松软破碎岩体的稳定性主要取决于岩体内磨擦角和岩体结构面。岩体注浆后，由于浆液的网络胶结作用，增大了岩体的内磨擦角，不仅增加了结构面间的磨擦力，又改善了岩体的连续性，使应力均匀分布，避免应力集中。另外，注浆还能使岩体的弹性模量增大，相对地降低了岩体的塑性，围岩塑性变形范围缩小，注浆一般有水泥浆和化学浆液，后者普遍应用的为聚氨酯材料，注浆需要有注浆专用设备。

2）锚杆挤压加固作用。在松软破碎岩体中安装锚杆，即构。成了锚杆—围岩支扩体系，使本采松软的没有多大联结力的岩块之间，借助于挤压和磨擦力而加强彼此的联结，从而提高了岩体强度。另外，锚杆的加固作用，使围岩由二向受力状态，变为三向受力状态，围岩的残余强度也相对地提高了。由于井下围岩经常是在残余强度的条件下，承担载荷的。所以说提高了围岩的自身承载能力。近些年，由于高强度、超高强度锚杆的研制，在松软破碎岩体中施工巷道时，可以得以应用，既保证锚杆发挥悬吊软岩层的作用，又可以使锚杆与岩体之间形成的挤压加固拱厚度增加，进而提高围岩的强度。

3）让压缓冲原则。在松软破碎岩体中掘进巷道时，围岩处在二向应力的调：整中，围岩向井巷空间移动，围岩压力通过围岩形变得以释放。不允许围岩压力释放是不可能的，单纯采用立即封闭的刚性支护是有害的。刚性封闭支护往往因围岩压力释放而招致变形压力的破坏。桃山矿二井-450环行车场，-300轨道石门在过松软破碎带时先采用封闭碹体支扩，最终导致碹体开裂，巷道被推垮即为例证）。为适应井巷既有支护又不能硬抗的要求，可以考虑选取“让—支”结合的支护方式，保证既能提供一定的支护抗力，限制围岩大幅度塑性流变，又允许围岩有一定的应变，释放压力，从而减少作用在支扩上的载荷。

4.松软破碎岩体中巷道支护的确定

依据以上所述松软破碎岩体中巷道支护的原则，以及实践中所得经验。目前能符合要求的支护方式有以下两种：

（1）注浆—锚网喷支护。对于节理、裂隙、层理、断层发育的围岩体，通过向岩体内注浆，可以使岩体中产生网络胶结作用，提高围岩的整体性；锚杆的应用，可以在围岩体的一定范围内形成一个受挤压的承载环（挤压加固拱），从而使岩体强度提高，金属网与喷浆联合可以增加喷体的抗拉强度，而锚杆本身在承载过程中有10%—15%的伸长量，金属网与喷浆组成酌联合体又具有一定的柔性，故在松软岩层中既可以起到缓冲压力的作用，同时又具有封闭。围岩和支护岩体的功效。