煤矿软岩变形力学机制与支护对策

能源是２１世纪的三大问题之一。中国的支柱能源是煤炭资源。随着煤矿采深的不断增加，软岩巷道支护将是困扰２１世纪煤炭资源开采的主要问题，近年来作者运用现代工程地质学和近代力学理论研究软岩巷道的稳定性控制，总结、软岩的定义、煤矿软央的特点、煤矿软岩的基本力学属性、软岩的工程分类、软岩巷道变形力学机制和软岩巷道支护的对策等一系列新理论。１２个软岩煤矿的支护实践证明，用该理论体系指导软岩巷道支护是行之有交的     

煤矿软岩混沌力学特性的研究

煤矿软岩井巷工程难支护的一个主要原因，在于软岩是一种混沌力学介质，软岩工程的变形力学过程是一个混沌力学过程。本文阐述了软岩工程变形力学过程中的混沌力学现象，并对其形成机理进行了分析和探讨。     

大断面软岩巷道耦合支护技术研究

针对高应力强膨胀节理化复合型软岩巷道难支护的特点和国内几种软岩巷道支护形式存在的问题，对大断面软岩巷道采用刚柔层桁架耦合支护技术，并对其特点、原理及其应用作了详细介绍。通过对第三系软岩大断面巷道的工程地质特征、变形破坏状况以及室内物化力学实验分析，采用刚柔层桁架支护先进技术，取得了良好的支护效果。随着采深的不断增加，刚柔层桁架支护技术有广阔的应用前景。     

冷泉煤矿高应力节理化软岩耦合支护技术研究

随着煤炭开采深度不断加大，线性力学设计方法愈来愈不能满足软岩支护设计需要。在工程岩体力学理论基础上，采用软岩巷道工程的非线性力学耦合设计，解决了鹤壁矿务局冷泉煤矿高应力节理化软岩巷道大地压、大变形、难支护的问题，并取得了良好的技术经济效益。     

二次耦合支护技术在软岩巷道中的应用

巷道二次耦合支护是软岩巷道支护新技术。文中阐述了巷道二次耦合支护原理、最佳二次组合支护时段的确定、组合支护设计要点。通过王家寨煤矿-510m南翼总回风巷的支护设计,介绍了软岩巷道的变形力学机制及其力学对策、初次耦合支护参数、二次耦合支护参数的确定方法。     

深井软岩巷道围岩二次支护新技术

本文根据软岩工程支护的岩石力学原理，即支架与围岩共同作用原理，正确分析了深部软岩巷道的围岩变形机理。基于支架一围岩、变形－时间的时空关系，提出了适时采用锚喷二次支护新方法作为软岩巷道围岩控制技术核心，合理确定了二次支护的时间和参数，取得了理想的控制效果和经济效益。     

软岩巷道支护蠕变分析

根据粘塑性固体的蠕变分析，给出软岩巷道锚喷、锚注支护的力学机理，为煤矿软岩巷道的支护设计提供理论依据，并指出今后的发展方向。     

大断面软岩巷道耦合支护技术研究

针对高应力强膨胀节理化复合型软岩巷道难支护的特点和国内几种软岩巷道支护形式存在的问题,对大断面软岩巷道采用刚柔层桁架耦合支护技术,并对其特点、原理及其应用作了详细介绍。通过对第三系软岩大断面巷道的工程地质特征、变形破坏状况以及室内物化力学实验分析,采用刚柔层桁架支护先进技术,取得了良好的支护效果。随着采深的不断增加,刚柔层桁架支护技术有广阔的应用前景。     

煤矿软岩工程技术现状及展望

总结了２０世纪煤矿软岩工程技术的发展历程,这一时期取得的主要成就是：软岩概念的清晰化,软岩工程分类和分级,软岩的工程特性和力学属性,对膨胀性软岩的研究和软岩巷道支护载荷的确定。指出我国煤矿软岩工程技术方向的问题,展望了２１世纪软岩工程技术的走向,论述了软岩工程技术的信息化、知识产业化的趋势,认为跨世纪煤矿软岩工程工作者任重道远。     

软岩巷道围岩稳定机理与支护技术研究

通过对软岩的力学属性、软岩巷道的变形特点和支护原理等理论的研究,阐述了煤矿软岩巷道在大变形下的支护方案。在分析和总结煤矿软岩巷道支护常用支护技术的基础上,提出高强度锚杆、锚注支护及联合支护将成为软岩巷道支护新的发展形式。     

深部第三系软岩巷道交岔点稳定性及其支护对策研究

随着煤矿开采深度的不断增加，巷道交岔点支护将更加困难，特别是高应力强膨胀复合型软岩巷道交岔点稳定性控制，一般支护形式难以奏效。通过对柳海煤矿第三系软岩巷道交岔点工程地质特征、变形破坏状况以及室内物化力学试验结果的分析，确定了该矿软岩巷道交岔点变形力学机制为ⅠABⅡBDⅢCA复合型；并通过采用先进技术，将其转化为单一型变形力学机制。在该矿井底车场软岩巷道交岔点变形破坏治理中，采用了刚柔层桁架支护技术，取得了良好的效果。     

深井软岩巷道围岩二次支护新技术

本文根据软岩工程支护的岩石力学原理 ,即支架与围岩共同作用原理 ,正确分析了深部软岩巷道的围岩变形机理。基于支架一围岩、变形—时间的时空关系 ,提出了适时采用锚喷二次支护新方法作为软岩巷道围岩控制技术核心 ,合理确定了二次支护的时间和参数 ,取得了理想的控制效果和经济效益。     

矿井深部软岩大断面硐室二次支护技术的研究与应用

本文根据软岩工程支护的岩石力学原理,正确分析了曹庄煤矿深部软岩大断面硐室的围岩变形机理,根据支架与围岩共同作用原理以及硐室围岩变形与时间的关系,合理进行支护设计,提出了适时锚喷二次支护作为控制硐室围岩变形的方法,合理确定硐室二次支护时间,取得了良好的控制效果和经济效益。     

膨胀型软岩力学化学性质研究

膨胀型软岩由于组成的复杂性和工程的严重危害性，已成为当前岩石力学和工程地质学领域中最复杂的理论和工程问题之一。膨胀型软岩系指那些能与水发生物理化学反应使含水量或体积发生变化的软岩。由于不同煤矿工程的膨胀型软岩形成的时代不同，成岩胶结程度不同，成因类型和发育规律的不同，导致力学化学性质也有明显差别，因此所选择的支护形式也不应一样。针对淮南淮北矿区膨胀型软岩力学化学性质进行研究，并简要总结与之相匹配的支护对策。     

煤矿软岩混沌力学特性的研究

煤矿软岩井巷工程难支护的一个主要原因，在于软岩是一种混沌力学介质，软岩工程的变形力学过程是一个混沌力学过程。本文阐述了软岩工程变形力学过程中的混沌力学现象，并对其形成机理进行了分析和探讨     

极软岩层巷道围岩控制机理及支护技术

为了探讨极软岩巷道围岩合理的控制方法,根据牛马司矿业公司水井头煤矿412下山地质构造条件和围岩特征,采用现场观测、X射线衍射图谱分析和钻孔窥视仪观测,分析了极软岩层巷道的岩石矿物成份、变形机理和破坏原因,提出了高阻让压、大刚度、高强度耦合支护技术,并运用FLAC2D进行数值模拟,结果表明采用大刚度、高强度耦合支护是可行的.根据现场监测数据和耦合支护原理,确定了合理的各支护环节耦合支护时间,工程实践表明,该技术能够软岩有效的控制极软岩巷道围岩的强烈变形,保证巷道的稳定,为解决类似条件的极软岩巷道支护问题提供了新的思路.     

永城矿区软岩巷道锚注加固支护设计研究

软岩巷道支护仍为目前影响煤矿生产的关键技术问题之一.永煤集团车集煤矿-550m水平大巷建成后破坏严重,发生大面积开裂、脱落、底鼓、道轨倾斜、水沟帮挤压跨落等现象.通过对巷道支护现状现场调查、分析和试验,确定其软岩变形力学机制为高应力膨胀性软岩,提出了锚注法联合支护技术方案,并做了详细的支护设计.工程应用效果表明,锚注法联合支护技术是一种能够有效控制永城矿区深部软岩巷道变形破坏的支护形式.     

深部松软破碎煤层巷道锚网索支护技术研究

根据锚网索耦合支护设计步序，对南屯煤矿93上01工作面巷道支护变形破坏比较严重问题进行了分析，认为该巷道围岩为高应力节理化复合型软岩(HJ型)，并提出了具体白乜复合型变形力学机制转化对策设计，在对该巷道掘进位置及断面形状进行过程优化设计后，确定了具体的耦合支护参数。现场实际施工观测及回采期间巷道使用情况表明，锚网索耦合支护技术可以有效控制该类巷道围岩的稳定。     

深部第三系软岩巷道交岔点稳定性及其支护对策研究

随着煤矿开采深度的不断增加,巷道交岔点支护将更加困难,特别是高应力强膨胀复合型软岩巷道交岔点稳定性控制,一般支护形式难以奏效。通过对柳海煤矿第三系软岩巷道交岔点工程地质特征、变形破坏状况以及室内物化力学试验结果的分析,确定了该矿软岩巷道交岔点变形力学机制为ⅠABⅡBDⅢCA复合型;并通过采用先进技术,将其转化为单一型变形力学机制。在该矿井底车场软岩巷道交岔点变形破坏治理中,采用了刚柔层桁架支护技术,取得了良好的效果。     

大断面软岩巷道耦合支护技术研究

针对高应力强膨胀节理化复合型软岩巷道难支护的特点和国内几种软岩巷道支护形式存在的问题,对大断面软岩巷道采用锚杆、锚索拱形耦合支护技术,并对其特点、原理及其应用作了详细介绍。通过对第三系软岩大断面巷道的工程地质特征、变形破坏状况以及室内物化力学实验分析,采用锚杆、锚索拱形耦合支护先进技术,取得了良好的支护效果。随着采深的不断增加,锚杆、锚索拱形支护技术有广阔的应用前景。