82软岩巷道支护

StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandMineSafety（CUMT）软岩巷道围岩控制技术软岩巷道破坏状况及特点软岩的概念及其分类软岩巷道的支护原理与技术巷道围岩注浆加固原理与技术合理的支护方法1StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandMineSafety（CUMT）一、软岩巷道破坏状况及特点2StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandMineSafety（CUMT）软岩巷道特点——大变形、大地压、难支护围岩软，强度低膨胀性深度大，应力水平高无可选择性动荷载作用软岩巷道支护的难度围岩软，强度低、具有膨胀性深度大，应力水平高动荷载作用大变形、大地压、难支护3StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandMineSafety（CUMT）地质软岩：单轴抗压强度在0.5~25MPa的松散、破碎、软弱及风化膨胀性一类岩体的总称。工程软岩：在工程力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体。工程岩体是软岩工程研究的主要对象，包括岩块、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，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。显著塑性变形以塑性变形为主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。二、软岩的概念及其分类4StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandMineSafety（CUMT）软化临界载荷：岩石变形试验表明，当小于某一载荷时，岩石处于稳定变形状态，当超过这一载荷时，岩石变形不断增加，出现明显的塑性变形加速现象，这一载荷水平即为软化临界载荷。此时岩石为软岩。软化临界深度：当巷道埋深大于一定深度时，围岩产生明显的塑性大变形，这一深度称为软化临界深度。5StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandMineSafety（CUMT）膨胀性软岩。岩石中含有蒙脱石、高岭土和伊利石时，且其泥质类含量大于25%，强度低于25MPa。吸水时易膨胀。高应力软岩。泥质类含量小于25%，强度大于25MPa，但由于受到的工程力过大，致使围岩变形与低强度软岩具有相似的特点。节理化软岩。围岩岩性好，但受构造等的影响大，形成的弱面多，此时围岩的完整性差，整体强度低。复合型软岩。软岩的分类——按变形的力学机制6StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandMineSafety（CUMT）岩石本身的强度、结构、胶结程度及胶结物的性能、膨胀性矿物的含量等岩石性质是内因。工程力特别是应力叠加状况和主应力的大小、方向是影响巷道围岩的主要外因。水是影响膨胀性软岩的主要因素。软岩对扰动极为敏感，如掘巷、采动等。软岩具有明显的流变特性，时间也是主要影响因素。软岩巷道围岩变形的影响因素7StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandMineSafety（CUMT）软岩巷道围岩变形具有明显的时间效应。初时变形速度大，趋向稳定后极以较大速度产生流变，持续时间长。软岩巷道多表现为环向受压，且为非对称性。软岩巷道围岩变形随埋深增加而增大，存在一个软化临界深度，超过时变形量急剧增加。软岩巷道围岩变形在不同的应力作用下具有明显的方向性，巷道自稳能力差，自稳时间短。软岩巷道围岩变形规律8StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandMineSafety（CUMT）正确确定软岩变形力学机制的复合型式。有效地将复合型变形力学机制转化为单一型。合理地运用复合型变形力学机制的转化技术。三、软岩巷道的支护原理与技术软岩巷道支护技术特点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；同时要能让塑性能以某种形式释放。软岩巷道支护原理9StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandMineSafety（CUMT）最佳支护时间是以变形形式转化的工程力PR和围岩自撑力PD最大、而工程支护力最小的支护时间。软岩巷道最佳支护时间的选择10StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandMineSafety（CUMT）四、巷道围岩注将加固原理与技术设计断面为16m2大巷，掘出数月，框式支架就严重损伤破坏极软岩锚网喷支护巷道，掘出数月，就坍塌破坏。11StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandMineSafety（CUMT）注浆固化稳定围岩机理提高围岩裂隙面的变形刚度和抗剪强度。浆液固结体的网络骨架作用。转变围岩破坏机制减小巷道围岩松动圈封闭水源提高锚杆锚固力12StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandMineSafety（CUMT）1—杆体；2—托盘；3—压紧螺母；4—螺纹丝扣；5—挡环；6—射浆孔；7—钻孔；8—环形密封锚固卷；9—注浆嘴；10—岩体注浆加固圈313StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandMineSafety（CUMT）浆液扩散情况注浆围岩岩芯照片14StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandMineSafety（CUMT）锚注加固支护1—普通锚杆；2—注浆锚杆；3—金属网喷层；4—注浆加固圈；5—锚杆加固圈；15StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandMineSafety（CUMT）注浆与锚杆共同作用效果锚注支护中的锚杆还可有效抑制结构面的错动，从而提高围岩整体承载能力。16StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandMineSafety（CUMT）祁南矿运输大巷锚注支护前后的状况17StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandMineSafety（CUMT）谢桥矿回风大巷锚注支护前后的状况18StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandMineSafety（CUMT）架棚：工字钢棚、U型棚及其它异型棚。锚杆支护体系：锚杆、锚索、桁架、三维锚索。砌碹类。其它组合支护（介绍几种目前较典型的）。五、合理的支护方法19StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandMineSafety（CUMT）支护的准则和要点主要有4点：①先让后抗；②先柔后刚；③二次支护；④控制底鼓。本质：让、抗、柔、刚的合理选择与匹配。关键：让、抗、柔、刚的的程度、强度。难维护岩巷的支护原则20StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandMineSafety（CUMT）设计尺寸预留尺寸设计尺寸掘进尺寸构筑柔性层21