《高應力軟岩巷道聚丙烯纖維混凝土鋼筋網殼復合襯砌新技術研究及應用》 馬守龍龐建勇 2023年5月安徽理工大學碩士學位**
高應力軟岩巷道工程地質特徵
1)圍岩結構特徵:高水平應力軟岩岩體結構多為碎裂結構、節理發育，岩石強度較高，岩體的強度和模量較低。
2)地應力特徵:原始地應力狀態表現為巷道的水平應力高於垂直應力，造成這種狀況的原因在於巷道布置在地質構造應力帶中以及地形地貌變化劇烈的地表淺部。
3)圍岩變形破壞特徵:嚴重底鼓，直牆內鼓，拱頂剪下剝落。
高應力軟岩巷道變形破壞特徵
實踐和各種分析結果證實，高應力軟岩巷道圍岩變形破壞具有以下特點:
1)變形量大
巷道的收斂變形從數釐公尺到數十厘公尺，最大可達1. 0 m以上，嚴重者可封堵整個巷道。從變形破壞來看，岩體以擠出大變形為主，有巷道側幫的張拉擠出破壞，有巷道頂板擠出下沉，也有巷道的強烈底鼓。
2)初期變形速率大並有明顯的時間效應
巷道開挖後，主要表現為初始變形速度很大，在高應力的作用下，變形趨向穩定後仍以較大的速度產生流變，且持續時間很長，具有明顯的時間效應。如果不採取有效的支護措施，圍岩變形的急劇增大，勢必導致巷道的失穩破壞。
3)圍岩變形有明顯的空間效應
對於高應力軟岩巷道工程，巷道所在的深度不僅對圍岩變形和穩定狀態有明顯的影響，而且影響程度很大。埋藏深度越大，即使圍岩強度較高，其破壞程度也會很大，維護也十分困難。
4)伴隨有兩幫的劇烈位移拼
5)對應力擾動和環境變化非常敏感主要表現為巷道受臨近開掘、水的侵蝕、支架折損失效、爆破震動及採動影響時，都會引起巷道圍岩變形破壞的急劇增長。
變形特點
1.《高應力軟岩下礦井巷道支護》 尹光志，王登科，張東明 《重慶大學學報(自然科學版)》第30卷第lo期2023年10月
高應力軟岩一旦形成，在這些軟岩體中掘進的巷道和硐室顯示出來的變形特徵與硬岩巷道的截然不同，具體表現為：
1)圍岩變形量大。高應力軟岩自身特徵決定了該區域的巷道變形量大的特點，其中巷道的水平收斂量要比拱頂下沉量要大得多。一般為數厘公尺至數十厘公尺，表現形式有兩幫內移、尖頂和底鼓。
2)初期變形速率大。由於水平構造壓應力大於垂直應力，巷道在掘進時解除安裝迅速，來壓快，表現為巷道的初期變形速率大。
3)巷道變形具有時效性。巷道圍岩具有顯著的流變性，表現為明顯的時效性。當岩體流變所產生的圍岩變形過大，使得巷道支護體無法適應而失效，圍岩再次惡化並劇烈變形。
2 《高應力軟岩巷道破壞機理及錨注技術研究》 黃慧超西安科技大學 2023年4月18日碩士**
高應力軟岩巷道圍岩變形破壞的型別不同，具體特徵如下:
1)強時效性(歷時性)、強流變性和大變形。高應力軟岩巷道圍岩變形表現為強時間效應和持續的流變特性，變形很大目_保持連續，如煤礦中有的巷道20餘年底鼓不止，累計底鼓量達數十公尺。一般來說，變形持續時間為25-60天，有的長達半年以上仍不穩定，巷道圍岩在支護良好的情況下，其變形量一般在60-100mm以上，甚至可達到300-5oomm;如果支護不當，圍岩變形量更大，在300-1000mm以上的變形量司空見慣。
2)自穩時間短，初期變形率大。巷道掘進的1-2天，變形速度少的5-1 omm/d多的達50-100mm/d。深井巷道圍岩在高應力作用下，圍岩出現應變軟化現象，圍岩自穩時間短，一般僅幾十分鐘到十幾個小時，動壓作用時還會影響自穩時間。
3)巷道變形的非對稱性和時序性。①巷道開始先兩幫變形到一定程度時，底板鼓起，其中底鼓量佔總移近量的70%-80%，同時頂板下沉、開裂;②在巷道頂板破壞前，底鼓速度和兩幫速度大十頂板下沉速度;③巷道上幫移近量大十下幫，前者為後者的11一14倍。
另外，高應力軟岩巷道在開挖時，還具有四周來壓、對外界敏感性、高應力劈裂、
高應力對稱台階以及高應力壓剪台階等特性。
《深部高應力膨脹性軟岩巷道噴錨注支護研究》 黃慧超任永平
煤礦深部軟岩特點
①抗壓強度低。煤礦深部軟岩的抗壓強度通常小於20mpa，由於其深度較大，圍
巖應力也比較大，致使部分岩體的抗壓強度變的更小。地溫可以使岩體熱脹冷縮破碎，
而且岩體內溫度變化1℃可產生0.4-o.5mpa的地應力變化。當巷道開挖時圍岩的應
力狀態發生改變，在一定範圍內圍岩因開挖卸荷而鬆動，岩石內部會出現損傷，從而導
致深部軟岩的抗壓強度降低。淺部的原岩大多處於彈性應力狀態，而深部的原岩處於「潛
塑性」狀態，導致在淺部的「硬質」岩石，在深部表現出蠕變性強的「軟岩」特徵，也
是乙個重要原因。
②具有膨脹性。內部膨脹是層間膨脹、外部膨脹是顆粒間膨脹，擴容膨脹則是集合體間隙或更大的微裂隙的受力擴容。前者的間隙是原生的，後者主要是次生;前兩者是水作用下的物理化學機制，而後者屬於力學機制，即應力擴容型。
③無可選擇性。對於給定的礦區，軟化臨界深度與軟化臨界載荷都是客觀存在的。當巷道位置大於某一開採深度時，圍岩產生明顯的塑性大變形、大地壓和難支護現象。
目前，隨著淺部資源的減少和開採技術的提高，煤礦深部開採勢在必行，深部軟岩問題將更加普遍，且無法迴避，具有強不可選擇性。
④圍岩埋藏深。近年來，大部分軟岩生產礦在深度轉移，部分老礦井開採深度500-700m，新建礦井深度多在600-900m。隨著深度的增加，深部軟岩巷道的支護問題將愈加顯著。
⑤圍岩應力高。許多礦井圍岩應力已經達到10-20mpa，甚至更高。一般認為，岩層自重引起的垂直應力隨深度增加呈線性增大。
而水平應力的變化規津比較複雜，根據世界範圍內116個現場資料的統計[，埋深在1000m範圍內時，水平應力為垂直應力的1.5-5.0倍;埋深超過1000m時，水平應力為垂直應力的0.
5-2.0倍。
（2)深部軟岩變形特徵
深部工程岩體分為3類:①泥質岩類、泥質或鈣質膠結的砂岩類;②鐵質或矽質膠結的砂岩類、結晶岩類;③結構面岩體。
泥質岩類、泥質或鈣質膠結的砂岩類在深部主要為擠出大變形。鐵質或矽質膠結的砂岩類、結晶岩類在在深部狀態下為岩爆和片幫;結構面岩體在深部狀態下主要表現為結構面法向拉一壓大變形和沿結構面剪下大變形。深部工程岩體的破壞特徵主要分為兩類:
猛烈的岩爆破壞和相對緩慢的塑性大變形和剪下大變形，其中塑性大變形包括擠出一膨脹大變形和結構面拉壓大變形。
深部軟岩巷道破壞發展過程為:發生大變形~破裂一碎裂一整體失穩。深部巷道掘出後，在空間上四周圍岩向巷道內移動，在時間上可分為非穩定變形區和穩定變形區。
適應深部巷道圍岩變形的特徵，以提高支架控制底朦為目的的全封閉型支護形式。同時，二次支護是深部巷道支護的主要原則，它要求支架在巷道圍岩非穩定變形區內可縮，在穩定變形區內具有一定的剛度，支架、圍岩組成承載體，提供支撐力，達到巷道圍岩穩定。根據謝一礦、潘三礦、柳河礦、華豐礦、台吉礦、祁南煤礦等深部軟岩工程實踐，總結分析深部軟岩巷道的工程特徵:
圍岩變形量大，收斂速度快，持續時間長;垂直應力高，底鼓嚴重約800mm以上;高溫與熱害現象、煤與瓦斯突出和衝擊地壓等較為突出，也是深部軟岩的乙個重要特徵。
高應力軟岩巷道研究的意義
錨注加固軟岩巷道機理分析及合理注漿時間的確定宋曉輝喬衛國山東科技大學碩士學位**
目前，中國原煤年產量為21. 9億噸，位於世界首位。與之配套的巷道掘進量是每年約6000km，其中10%以上的巷道為軟岩巷道。
同時，由於多年的開採，淺部易開採的煤炭資源日益減少，所以不得不轉向開採深部煤炭資源。據有關統計表明，中國立井深度在20世紀50年代平均不到200m，而90年代平均已達600m，相當於平均每年以lom的速度向深部發展;生產礦井上世紀八十年代平均深度為288m，而2023年平均深度為428m，平均年降深為9. 39m。
隨著開採深度的增加，軟岩礦井的數量也在不斷增加。因此，軟岩工程問題引起了岩石力學工程界、礦業開採界的重視和關注。中國煤礦軟岩巷道的特點，使得軟岩巷道支護問題成為困擾中國煤礦生產建設的重大問題之一。
1.《高應力軟岩下礦井巷道支護》 尹光志，王登科，張東明 《重慶大學學報(自然科學版)》第30卷第lo期2023年10月
隨著煤礦開採深度的不斷增加，井下巷道將處於更高的地應力環境中，尤其在地質構造活動強烈的地區，殘餘構造應力比較大，岩石的力學性質也發生了變化，結果給煤礦巷道支護及穩定性帶來了很大的難度，從而成為制約煤礦企業向深部開採的瓶頸。因此，研究高地應力軟岩環境下巷道科學的支護方式是保證礦井採掘深部煤層的關鍵。
2 《高應力軟岩巷道耦合支護》 柏建彪王襄禹，姚枯中國礦業大學學報 36卷4期 2023年7月
軟岩巷道在我國分布廣泛，「九五」期間，我國10個能源建設基地有8個都相繼出現了軟岩問題，並且隨著礦井開採向深部延伸，原岩應力與構造應力不斷公升高，使得高應力軟岩巷道圍岩穩定性控制問題成為困擾煤礦安全生產的主要難題．
3 《高應力軟岩巷道破壞機理及錨注技術研究》 張琨任建喜
隨著我國礦井開採深度的逐年加大，採深由淺部向深部發展，巷道的圍岩應力也隨礦井的深度增加而加大，圍岩條件變得複雜，出現了地壓顯現（巷道圍岩應力）十分強烈，巷道變形急劇增大，巷道底鼓及巷道兩幫片幫嚴重，並且在一些巖巷中有岩爆發生，地溫普遍增大等現象。這些都嚴重危了巷道圍岩穩定性和巷道維護並成為制約深部開採礦井安全生產的主要因素。全國煤礦頂板事故有1/3~1/2就發生在巷道工程中，而且有不斷增加趨勢因此深部巷道圍岩的穩定性控制是目前深部開採礦井正面臨的急需解決的問題。
《煤礦開採中的地應力及其研究》 孫守曾郭忠平
對礦山開採而言，地應力是引起採礦工程圍岩、支護變形和破壞、產生礦井動力現象的根本作用力，在諸多影響採礦工程穩定性的因素中，地應力是最主要和最根本的因素之一，準確的地應力資料是確定工程岩體力學屬性，進行圍岩穩定性分析和計算、礦井動力現象區域**，實現採礦決策和設計科學化的必要前提條件。
以前的採礦工程設計和施工中較少考慮地應力的影響，當採礦活動在較小規模範圍內或地表淺部進行的時候，這種方法還是可行的。但是隨著採礦規模的不斷擴大和不斷向深部發展，特別是數百萬噸級的大型礦井的出現，地應力的影響會越加嚴重，不考慮地應力的影響進行設計和施工，往往造成地下巷道和採場的坍塌破壞、衝擊地壓等礦井動力現象的發生，影響了礦井安全生產。
深井高應力軟岩巷道的支護實踐
摘要 為了更好的開發利用煤炭資源,礦井的開挖深度在不斷增加,深部找礦和採礦也已經逐漸成為了採礦行業的主要方向之一,而隨著礦井深度的不斷加深,由於礦壓的不斷增強,很多的岩體在深部轉化成了具有很強的高應力的軟岩,軟岩的出現使得巷道支護的難度在不斷增加,很多的巷道由於存在質量問題或是安全隱患,需要進行重新...
B070104用聯合支護技術修護高應力軟岩巷道
用聯合支護技術修護高應力軟岩巷道 徐鋒 徐州礦務集團公司旗山煤礦，江蘇徐州，221132 摘要介紹 1000m北翼聯絡大巷在軟岩高應力地段採用錨 網 噴 錨索聯合支護新技術的嘗試。根據軟岩巷道的變形特點，採取以柔克剛 先讓後抗 讓支結合和二次支護的原則 確定合理的支護技術引數，精心組織施工。現場觀測...
雁門關隧道高地應力 軟岩大變形段施工方案
一 工程概況 雁門關隧道北起山陰縣廟家窯村西，南止於代縣太和嶺村北。起訖里程dk110 855 dk124 940，全長14085 m，為全線重點控制性工程，設計為單洞雙線隧道，最大埋深約820m。我部承擔雁門關隧道進口段8145m正洞及1 斜井1445m 2 斜井2385m的施工任務。安排進口 1...