浅析软岩巷道锚网索耦合支护

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1、浅析软岩巷道锚网索耦合支护-科技创新论文浅析软岩巷道锚网索耦合支护赵鸣（中煤科工集团北京华宇工程有限公司，中国北京100120）【摘要】受采动影响，软岩巷道支护难度较大，从软岩分类及其工程力学特征和软岩巷道锚网索耦合支护策略两方面对软岩巷道锚网索耦合支护进行了探讨，分析了锚网索耦合、最佳支护时间、围岩结构耦合、支护系统耦合等关键问题，为支护方案确定提供理论基础。关键词软岩回采巷道；软岩变形力学机制；锚网索+W钢带耦合支护IntroductionofBolt-Net-AnchorCouplingSupportofSoftRockRoadwayZHAOMing(BeijingHuayuEngine

2、eringCo.,Ltd.,Beijing100120,China)【Abstract】Influencedbymining,supportingofsoftrockroadwayisdifficult.Inthispaper,basedontheclassificationofsoftrockanditsengineeringmechanicscharacteristics,bolt-net-anchorcouplingsupportofsoftrockroadwaystrategy,thissupporttechnologyisdiscussed,bolt-net-anchorcoupli

3、ngsupport,theoptimalsupportingtime,surroundingrockstructurecouplingandsupportingsystemcouplingisanalyzed,providingtheoreticalbasisforsupportingplan.【Keywords】Softrockroadwayofworkface;Mechanicsofsoftrockdeformation;Bolt-net-anchor+W-steel-stripcouplingsupport1软岩的概念、分类及其工程力学特性1.1软岩的概念从20世纪60年代到90年代初，

4、国内外对软岩概念的定义有几十种之多[1-5]，在近几年的文献中，对软岩概念的定义仍然各不相同，总括来说，为了便于理论研究及工程应用，将软岩分为地质软岩和工程软岩。对地质软岩的定义分为描述性定义、指标化定义和工程定义三大类别。1.1.1地质软岩描述性定义：（1）陆家梁提出相对于坚硬岩层而言，松散、软弱的岩层称之为松软岩层；（2）郑雨天等认为具有软弱、松散、高应力、膨胀等性质的岩体，统称为软岩；（3）朱嘉效认为松软岩层系松散破碎、软弱、强风化和膨胀性岩层的总称；（4）原东煤公司的曾小泉高级工程师认为：松软岩层系松散破碎、软弱、强风化和膨胀性岩层的总成。指标化定义：（1）抗压强度小于20MPa的岩层

5、软岩；（2）G.Russo定义：单轴抗压强度小于17MPa的岩石为软岩；（3）把单轴抗压强度与岩石体积质量与深度乘积的比值小于2的岩层称为软岩。工程定义：中国矿业大学董方庭教授、鹿守敏教授以围岩松动圈的大小作为依据分别定义了软岩，前者认为松动圈厚度大于1.5m的围岩统称为软岩，后者定义松动圈厚度大于1.5m并且用常规支护不能满足巷道支护要求的围岩称之为软岩。1.1.2工程软岩何满潮教授提出“工程软岩是指在工程力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体”，工程软岩满足以下条件：σ≥[σ]U≥[U]（１）σ——工程载荷，MPa；[σ]——工程岩体强度，MPa；U——巷道变形，mm；[U]——巷道允许变形

6、，mm。1.2软岩的分类根据软岩的强度特性、结构面、泥质含量及其塑性变形力学特点，将软岩分为高应力软岩、节理化软岩、低强度软岩和复合型软岩[6]。我们把在较高应力水平条件下（25MPa）才发生显著变形的中高强度工程岩体称为高应力软岩;把含泥质成分很少(或几乎不含)的,在地质运动过程中形成了多组节理,有的岩块强度颇高,呈硬岩力学特性,但是整个工程岩体在巷道工程力的作用下发生了显著的变形,呈现出软岩的特性的岩体称之为节理化软岩;把含有黏土高膨胀性矿物在较低应力水平（25MPa）条件下即发生显著变形的低强度工程岩体称之为低强度软岩；把具有上述三种软岩类型组合特性的岩体称之为复合型软岩。1.3软岩的工

7、程力学特征及软岩巷道工程变形力学机制1.3.1软岩的工程力学特征软岩的工程力学特性是受软岩中的泥质成分、结构面和岩粒内聚力控制的，其中泥质成分遇水易膨胀，结构面在工程力作用下易于发生滑移，而岩粒的内聚力低造成了软岩在受力情况下显现出分散性，软岩除了具有以上性质外，可塑性，崩解性等特性也属于软岩的力学特征[7]。软岩不同的工程力学特征显现是由不同的软岩工程力学机理造成的，如表1所示：1.3.2软岩巷