黄金矿山井下支护研究及探讨

1、建设科学支护决策体系促进矿山安全、经济效益同步增长 2016年10月 为什么要支护和如何支护的问题一 常用支护手段及特点六 岩体质量分级如何支护的基础二 基于岩体质量分级进行井巷工程支护三 支护理论如何支护的理论依据四 基于松动圈理论的井巷工程支护五 为什么要支护和如何支护的问题一一、为什么要支护和如何支护的问题人工开挖的巷道空间，破坏了原有的岩体应力平衡，在达到新的应力平衡过程中，在地应力的作用下，巷道处于被周边岩体的挤压之中，在构造、地下水等因素的影响下，围岩发生破坏的可能性是随时存在的。顶板下沉，冒顶；两帮收敛位移，片帮；底臌。一、为什么要支护和如何支护的问题岩性差、岩体强度低 软岩 破

2、碎岩体 一、为什么要支护和如何支护的问题高地应力 相邻工程影响 采动影响 一、为什么要支护和如何支护的问题支护不及时 、支护与围岩之间缝隙大（不密贴）支护强度、刚度低 支护强度、刚度、支护滞后、不密贴、支护阻力小不可能改变围岩破坏状态。足够的支护强度和刚度才可以使松动后的岩石相互啮合，并呆在原位不垮落，并避免其垮落而导致松动范围的再次扩大，巷道围岩失稳破坏。一、为什么要支护和如何支护的问题支护方式的分类 按支护位置表面支护和内部支护按支护性质主动支护与被动支护按支护原理刚性支护与柔性支护按支护功能临时支护与永久支护按支护时间一次支护与二次支护按支护组成联合支护和单一支护 支护在巷道表面还是岩体

3、深部？预先进行有预防性的支护还是被动事后支护？允许还是限制围岩的变形?支护的目的是保证自身后续施工还是日后的使用?一种还是多种手段进行支护?是初次支护还是二次修复（加强）支护?如何选择？如何设计？参数的选取？按施工手段及材料：喷射混凝土支护、混凝土支护、料石支护、锚杆支护、锚索支护、锚喷支护、锚网支护、锚网喷支护、刚性支架支护、可伸缩支架支护、联合支护一、为什么要支护和如何支护的问题巷道支护设计方法现状 地下工程支护理论仍然是一个没有很好解决的问题。现代地压理论借助于连续介质力学方法和理论，局限在岩体的破坏前的力学规律研究。由于还缺乏数学、力学工具，材料破坏或材料为不连续介质，方程难以推导、求

4、解也很困难。目前常用的支护设计方法工程类比法（1）直接类比法（经验法）：一般以巷道围岩强度、围岩完整性、巷道埋深、断面尺寸等因素与已建工程类比，由此确定支护类型和参数（矿山生产实际较多应用）；（2）间接类比法：依据技术规范，按巷道围岩分类及其它有关参数确定。（最常用方法）。 一、为什么要支护和如何支护的问题理论计算法（1）解析法：用数学方法，借助固体力学通过计算可以取得闭合解的方法。（2）数值模拟法（再现）：通常包括有限元、有限差分法、边界元、离散元、DDA、流形元等。信息反馈法充分利用施工过程中的各项信息，对设计和施工进行动态调整及控制，进而保证工程施工质量及安全的施工方法。信息采集、处理、

5、反馈、修正设计。综合研究方法上述各种方法综合应用，近现代大型岩土工程均是采取多种方法综合运用。 一、为什么要支护和如何支护的问题支护的经济问题 按现行定额估算：常用的小断面巷道喷射100毫米厚的混凝土，造价约为1800元；混凝土砌碹250mm厚，造价为3000元；钢筋混凝土造价为3700元；锚喷支护造价为2300元；锚网喷支护造价为2650元；钢拱架支护（支架用20号工字钢，间距0.5，背板采用钢管，间距0.4）5800元；超锚钢拱架支护造价6800元；复杂联合支护? 矿山开采过程中井巷工程支护设计的难点之一在保证安全和控制成本之间寻找一种平衡。既不要支护不足、又不要过渡支护。谈之易做之难！如

6、何能够做到？根据各自矿山特点，逐步建立适合矿山本身实际情况的、科学的支护决策设计体系和支护标准。 岩体质量分级如何支护的基础二二、岩体质量分级如何支护的基础二、岩体质量分级如何支护的基础岩块：从地壳岩层中切取出来的小块体，通常是指岩石材料。弱面：层理、节理、断层等。岩体：指岩石工程周围较大范围内的自然地质体。岩体= 岩块（岩石材料） + 弱面（层理、节理、断层）。岩石：不分岩块与岩体时的泛称。强度：抗压强度、抗拉强度、剪切强度等；变形：弹性模量、泊松比；矿物：矿物成分、颗粒大小、结构等；物理性质：密度、水理性、孔隙性等。剪切强度、方位、距离、硬度、张开度、充填性、风化性、粗糙性等。二、岩体质量

7、分级如何支护的基础岩体与一般建筑材料的特性差异建筑材料岩体复杂、理论计算与模拟的困难性二、岩体质量分级如何支护的基础普氏系数分类法普罗托奇亚可夫于1926年提出： 共划分为10级15种。提出以 f值 计算围岩压力的公式。形成了为坑道施工、设计服务的一整套理论和方法。而且表达形式简单，使用非常方便。因此1954年至1972年这一阶段，我国铁道、水电、冶金、煤炭、机械、建工、军工等部门都采用了普氏分类。存在问题：这一分类主要考虑的是岩石强度（单轴抗压强度），对岩体的完整性、岩体结构特征等对围岩稳定有决定影响的因素，在分类中没有表达出来，因此不能正确地评价围岩的稳定性。软岩： f 23中硬岩： f

8、46硬岩： f 810坚硬岩石： f 1214最坚硬岩石： f 1520二、岩体质量分级如何支护的基础岩芯质量指标 Rock quality designation index -RQD美国伊利诺斯大学狄勒（Deere）在1964年形成该标准。RQD是一修正的岩芯取出率，仅考虑长度大于100mm的完整岩芯。二、岩体质量分级如何支护的基础RQD指标在美国及欧洲有广泛应用，它是评估岩芯质量的简单、费用省并能再现的方法。尽管其本身并不是岩体的充分描述，但该指标仍然作为分类参数，在隧道工程中用作选择隧道支护时的参考，发现非常有用。今天，RQD被用作钻孔岩芯记录的标准参数，并成为两类主要岩体分类系统的基

9、本元素：RMR系统和Q系统。尽管RQD是一简易的花费不多的标准，但由于它并不考虑不连续面的刚度、方向、连续性及充填材料的影响，因而不能单独提供对岩体的充分描述。RQD（%）2525505075759090100岩石质量很差差一般好优秀二、岩体质量分级如何支护的基础工程岩体分级标准 (GB/T50218-2014)国家技术监督局与建设部于1995年联合发布工程岩体分级标准，适用于各类型岩石工程，涵盖103个岩石工程案例。2014进行了修订，新增了54组样本数据进行了回归分析。该分级标准以“岩体基本质量”代表岩体品质，并据此进行岩体优劣分级。主要考量岩石坚硬程度与完整程度两个基本因素，进行岩体基本

10、质量定性特征分级描述，以及岩体基本质量指标BQ值的计算，依此做为岩体初步分级基准。针对各类工程岩体特点，考虑其他环境条件下影响，对前阶段已获取的BQ值进行修正，获得岩体基本质量指标修正值BQ值，并据此进行各类工程岩体之详细分级。二、岩体质量分级如何支护的基础BQ903Rc+250KVRc岩石单轴饱和抗压强度，MPa；KV岩体完整性指数（岩体弹性纵波速度/岩石弹性横波速度）2 ；BQBQ 100 （K1+ K2+ K3）K1地下水影响修正系数；K2主要软弱结构面产状影响修正系数；K3初始应力状态影响修正系数。 二、岩体质量分级如何支护的基础岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范（GB50086-2

11、015）中的岩体分级二、岩体质量分级如何支护的基础二、岩体质量分级如何支护的基础几种主要分级方法考虑的因素对比 基于岩体质量分级进行井巷工程支护三三、基于岩体质量分级进行井巷工程支护岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范推荐的支护方法与参数三、基于岩体质量分级进行井巷工程支护三、基于岩体质量分级进行井巷工程支护工程岩组划分、调查、测定铜录山号矿带工程地质岩组划分三、基于岩体质量分级进行井巷工程支护三、基于岩体质量分级进行井巷工程支护铜录山号矿带工程岩体质量分级三、基于岩体质量分级进行井巷工程支护丰山铜矿工程岩体质量分级 支护理论如何支护的理论依据四四、支护理论如何支护的理论依据自稳隐形拱理论认为

12、不论围岩如何松软，只要是连续介质，即使出现片帮冒顶现象，这种冒落一般情况下不会是无限的，最终必然迖到相对平衡状态。即使是松散介质，当这种介质的结构体互相咬合时，也能达到相对稳定状态，这种现象称之为巷道的自稳现象。对巷道的支护就是对巷道在达到相对稳定平衡过程中自稳隐形拱内出现片帮冒顶的维护，保证在这一过程中只产生变形而不出现片帮冒落。巷道是否稳定是由围岩的特性及巷道自身所处的采掘关系确定的。支护工作就是防止自稳隐形拱内局部围岩产生突变。因此，支护工作就是维护一定范围内围岩的相互咬合。自稳隐形拱理论的出发点是由于岩体的复杂性现场要准确确定岩体参数较难，数值计算准确性不高。立足现场，力求用 简化的理

13、论方法设计锚杆支护系统参数，以适用于现场复杂的岩体情况，解决现场实际问题。四、支护理论如何支护的理论依据湖北利川腾龙洞长22公里，口宽61.5米，最高110米，总面积100万平方米。在贵州西南部的紫云苗族布依族自治县新发现的溶洞，总体积1078万立方米，可容纳747。四、支护理论如何支护的理论依据认为对于围岩体产生塑性破坏甚至产生断裂破坏，如果其处于挤压状态下仍具有一定的承载能力。这种承载能力往往能满足围岩稳定的要求。因此，在分析巷道支护重点时， 没有必要把注意力放在巷道应力最为集中的两顶角或塑性变形区，而是应将注意力放在顶底板的拉应力区。四、支护理论如何支护的理论依据可能片帮岩体：在完全没有

14、支护的情况下，巷道片帮极限深度为 。自稳隐形拱:当巷道开挖后没有及时支护而使巷道顶板产生变形后，顶板表面处的拉应力交界点就会随之变动而最终使交点扩展到巷道顶板两角处。这时，巷道顶部应力单元中水平方向的拉应力为零的单元的联线所形成的曲面。极限自稳隐形拱：在完全没有支护情况巷道片帮达到极限深度时，自稳隐形拱将会变到最大，这时的自稳隐形拱称为极限自稳隐形拱。四、支护理论如何支护的理论依据帮锚杆的作用：大幅降低极限自稳隐形拱高度，或令其消失。顶锚杆的作用：大幅降低极限自稳隐形拱高度。巷道断面形状的影响：拱形巷道较矩形巷道可大幅降低自稳隐形拱高度。根据该理论可以确定锚杆支护参数某矿计算自稳隐形拱高度11

15、60mm，极限自稳隐形拱高度1186mm，考虑自稳线以下岩体重量及锚固长度设计锚杆长度1700mm。四、支护理论如何支护的理论依据松动圈理论概念巷道开挖后变化：巷道周边应力集中；围岩强度降低(三向应力状态两向应力状态；应力超过围岩强度则破坏；等于为极限平衡、小于则稳定）；开挖扰动等。结果：出现围岩松动圈。巷道周边将出现三个区：弹性区、塑性区、松动圈。假设在地表下H深处有一个小岩石单元1，在空间开挖前，这一单元处于三向应力完好稳定状态。当在其左侧开挖一空间后，水平应力H1解除，单元变成二向受力。这时这个单元的应力产生两个方面变化：一是由于三向应力变成二向应力状态，单元强度发生下降；二是由于应力的

16、转移，所开挖的空间周边附近应力集中，使单元上受力增加。如果单元所受应力超过其强度，单元1将发生破坏，使其承载能力变低，发生应力向深部转移。这样相邻单元2开始面临单元1相似的情况，有一点不同的是单元2的水平应力H2，由于单元1的存在将不为零，但数值很小，所以单元2的强度略高。如果这时单元2上作用的应力仍大于其强度，则单元2又将发生破坏，使应力再次问深部转移。单元破坏应力转移，其应力集中程度有所减弱，而径向应力有所增加，最后到单元n时，其单元上所受应力小于其三向应力极限强度，则单元只产生弹塑性变形而不发生破坏。这样的变化结果，使得在单元1至单元(n-1)之间的岩石处于破坏状态，而从单元n开始向外，

17、岩石处于弹塑性变形的原岩完好状态。四、支护理论如何支护的理论依据松动圈性质与影响因素围岩松动圈的客观性及普遍性。松动圈的形状：围岩应力、岩石强度与松动圈值的关系：岩石应力愈大，松动圈也愈大；同一应力条件下，岩石强度愈低，松动圈也愈大。围岩松动圈形成的时间性：松动圈是围岩应力大于围岩强度的产物。开巷后松动圈由小到大发展。小松动圈需要37天，大松动圈需要13个月。松动圈与巷道尺寸的关系：在矿山工程尺度（37米跨度）内，巷道尺寸对松动圈的大小影响不大。四、支护理论如何支护的理论依据松动圈与支护的关系支护力对松动圈影响：现有支护不可能及时和密贴围岩表面，支护与围岩的“自然间隙”，在巷道开挖后支护不能及

18、时对围岩产生反力。原苏联学者对600m深巷道的非弹性区研究表明：支护力对松动圈的影响很小。松动圈对支护的影响： 松动圈对支护的影响很大。这主要是由于松动圈的产生，使围岩破裂体积膨胀。四、支护理论如何支护的理论依据松动圈数据的获得解析法：假设条件解析推导-计算公式；数值模拟：原始数据软件计算结果；实验计算：原始数据试验台实验结果；现场实测法：设立测站-仪器测试-实测结果。四、支护理论如何支护的理论依据超声实测四、支护理论如何支护的理论依据钻孔窥视5.5m 2.2m 3.0m 1.0m 四、支护理论如何支护的理论依据地质雷达四、支护理论如何支护的理论依据松动圈理论的支护对象问题松动圈发展过程中产生

19、的碎胀变形是巷道支护的主要对象。松动圈发展过程中产生的碎胀力是巷道支护压力的主要来源。其中U弹与U塑在安设支护前就发生了，并且它的量很少（约占515； ），不能构成实质上的支护压力。假设围岩遇水没有明显膨胀，则变形量主要是由围岩破裂膨胀、滑移所造成的。围岩变形量(位移)：U=U弹+U塑+U破+U水四、支护理论如何支护的理论依据锚杆支护机理悬吊理论巷道开挖以后，由于应力状态的改变，围岩中一定区域内将可能发生岩石的松动和破裂现象、或由于被裂隙切割的岩块因失去足够约束而出现危岩，此时锚杆的作用就是利用其抗拉能力将松软岩层或危岩悬吊于稳定岩层之上。适用条件：适用于锚杆长度范围内赋存有稳定岩层或稳定岩层

20、结构的条件锚杆可以锚固到顶板坚硬稳定岩层。缺点：没有考虑围岩的自承能力，而且将被锚固体与原岩体分开。四、支护理论如何支护的理论依据楔固理论当围岩中的部分岩体被弱面切割为块体时，其稳定性状况一定程度上将取决于对关键块体的维护情况，因为这种条件下围岩的失稳大多起因于关键块体的失稳。此时可将锚杆相交于弱面布置，通过锚杆的抗拉、抗剪以及抗弯作用防止危岩发生滑动甚至脱离岩层而冒落，从而保持巷道围岩的整体稳定性。适用条件：适用于锚杆长度范围内赋存有稳定岩层或稳定岩层结构的条件锚杆可以锚固到顶板坚硬稳定岩层。四、支护理论如何支护的理论依据减跨理论减跨理论包括两方面的内容：一是基于松散介质的自然冒落拱理论提出

21、的锚杆作用原理，其依据是冒落拱高度与跨度成正比关系，认为利用锚杆的悬吊作用可增加顶板岩层的支点，从而减小支点间的跨距，进而达到降低冒落拱高度、减少所需支护强度的目的；二是基于梁或板的理论提出的锚杆作用原理，即当巷道顶板为层状岩层时，其变形特性近似于梁或板的性质，此时锚杆的作用是缩短梁或板的跨距，以减小其中因横力而产生的弯矩及因弯矩产生的弯曲应力，尤其是弯曲拉应力，从而提高顶板的稳定性。适用条件：适用于锚杆长度范围内赋存有稳定岩层或稳定岩层结构的条件锚杆可以锚固到顶板坚硬稳定岩层。四、支护理论如何支护的理论依据组合梁理论其原理是通过锚杆的轴向作用力将顶板各分层夹紧，以增加各分层间的摩擦作用，并借

22、助锚杆自身的横向承载能力提高顶板各分层间的抗剪切强度以及层间粘结程度，使各分层在弯矩作用下发生整体弯曲变形，呈现出组合梁的弯曲变形特征，从而提高顶板的抗弯刚度及强度。适用条件：组合梁理论适用于顶板由多层小厚度连续性岩层组成的巷道。缺点：将锚杆作用与围岩的自稳作用分开；在顶板较破碎、连续性受到破坏时，难以形成组合梁。四、支护理论如何支护的理论依据组合拱理论对于拱形巷道，其原理是通过锚杆的轴向作用力在围岩中形成拱形压缩带，即通过锚杆的轴向作用力将围岩中一定范围岩体的应力状态由单项（或双向）受压转变为三向受压，从而提高其环向抗压强度指标，使该压缩带既可承受其自身重量，又可承受一定的外部载荷，围岩强度

23、得到提高，支撑能力也相应加大。适用条件：各类岩体。缺点：一般不能作为准确的定量设计。四、支护理论如何支护的理论依据最大水平应力理论最大水平应力理论认为，巷道围岩的水平应力有时会大于垂直应力，此时巷道顶、底板的稳定性主要受水平应力的影响；在最大水平应力作用下，顶底板岩层易于发生剪切破坏，出现错动与松动而膨胀造成围岩变形，锚杆的作用即是约束其沿轴向岩层膨胀和垂直于轴向的岩层剪切错动。水平应力具有明显的方向性，巷道轴向与最大水平应力之间的夹角不同，水平应力对顶、底板稳定性的影响程度也会有所差异：（a）与最大水平应力方向平行的巷道受其影响最小，顶底板稳定性最好；（b）与最大水平应力方向成锐角的巷道其顶

24、底板变形破坏偏向巷道的某一帮；（c）与最大水平应力垂直的巷道受其影响最大，顶底板稳定性最差。四、支护理论如何支护的理论依据锚杆支护强度强化理论锚杆与围岩相互作用，形成锚杆围岩的共同承载结构，改善锚固体力学性能，提高锚固体峰值强度和残余强度，特别是残余强度的提高，有效提高围岩的自承能力，控制围岩塑性区、破碎区发展，促使巷道围岩由不稳定状态向稳定状态转变。随支护强度增加，围岩的极限强度和残余强度提高，围岩残余强度提高到一定程度就能保持巷道稳定。上述几种锚杆支护作用并非是孤立存在的，实际上是相互补充的综合作用，只不过在不同地质条件下，某种支护作用占的地位不同而已。 基于松动圈理论的井巷工程支护五五、

25、基于松动圈理论的喷锚支护基于围岩松动圈的锚喷支护设计基本步骤（1） 获得松动圈值（2） 松动圈分类法（3） 支护参数设计（4） 施工技术关键小松动圈：喷射混凝土支护中松动圈：悬吊理论确定锚杆支护参数 大松动圈：采用组合拱确定锚喷(注)网解析法：假设条件解析推导-计算公式；数值模拟：原始数据软件计算结果；实验计算：原始数据试验台实验结果；现场实测法：设立测站-仪器测试-实测结果。获得松动圈值五、基于松动圈理论的喷锚支护松动圈分类法围岩类别 分类名称 围岩松动圈 /cm支护机理及方法备注小松动圈I稳定围岩040喷混凝土支护围岩整体性好，不 易风化的可不支护中松动圈 较稳定围岩40100锚杆悬吊理论

26、，喷层局部支护局部锚杆支护一般围岩100150锚杆悬吊理论，喷层局部支护刚性支护有局部破 坏，采用可缩性支护大松动圈 一般不稳定围岩(软岩) 150200锚杆组合拱理论，喷层、金属网局部支护 刚性支护大面积破坏，采用可缩性支护 不稳定围岩 (较软围岩)200300锚杆组合拱理论，喷层、金属网局部支护 围岩变形有稳定期极不稳定围岩(极软围岩) 300组合拱理论联合支护围岩变形在一般支护下无稳定期 绕过了地应力、围岩强度、结构面性质测定等困难问题，但又着重抓住了它们的影响结果，即松动圈是一个综合指标；松动圈系实测所得，未在重要方面作任何假设；松动圈大小很容易用声测法获得，确定支护参数时直观简单，现

27、场应用十分方便。特点五、基于松动圈理论的喷锚支护五、基于松动圈理论的喷锚支护小松动圈（Lp= 040 cm ）碎胀变形很小，支护主要是危岩重量，只用喷层支护即可。五、基于松动圈理论的喷锚支护按“冲切型”破坏验算喷层厚度 bG/(SRg)式中：b喷层厚度，m； G危石重量，N； S危石与混凝土接触面周长，m； Rg喷射混凝土的计算抗拉强度(由施工现场确定)。 按“撕开型”破坏验算喷层厚度 b1.7G/(SRn)Ko/E. 式中：b喷层厚度，m； G 危石重量，一般由工程调查确定，N； Ko 岩体抗拉弹性抗力系数，Pa； E 喷射混凝土的弹性模量，Pa； S 危石与喷射混凝土接触面的周长，m； R

28、n 设计喷射混凝土的粘结强度，一般可取0.2MPa； 当按照上述公式计算出喷射混凝土的厚度小于50mm时，则为满足防止围岩风化的要求，对于喷射混凝土一般喷厚应大于50mm，考虑到地下工程的特殊性一般喷层厚度为70100mm。五、基于松动圈理论的喷锚支护中松动圈（松动圈厚度40150cm）围岩的碎胀变形较小，由于围岩松动圈厚度小于常用锚杆长度，因此可采用锚杆悬吊作用机理来设计支护参数，以锚杆为锚喷支护的主体构件。P（支护力）Max松动圈形成的碎胀变形力，松动圈内岩石自重+弹塑性变形力P（支护力）松动圈内岩石自重五、基于松动圈理论的喷锚支护锚杆长度 LL1LpL2锚杆间排距如果采用等距离布置，每根

29、锚杆所负担的岩体重量为其所承受的荷载，可按下式计算：QLpa2则 aQ/Lp 式中：L锚杆长度，mm； L1锚杆的外露长度，常取L150100mm； Lp围岩松动圈的值，mm； L2锚杆锚入弹塑性区的深度，一般为300400mm。 式中：Q单根锚杆负担岩石重量，Kg； 岩体的容重，Kg/m3； a锚杆的间排距。喷层厚度喷层只起局部支护作用，即锚杆间的表面支护、控制锚杆间非锚固区危石的坠落以及防止围岩风化。 由于上述按活石重量的计算方法的科学性、准确性难以确定，所以喷层厚度多依据工程类比法确定，中松动圈条件下一般为50100mm。五、基于松动圈理论的喷锚支护大松动圈（大于150cm）碎胀变形很大

30、，试验证明：用组合拱原理设计锚喷网支护可以成功。组合拱的厚度 b（Ltga)/tg La式中：b组合拱的厚度；L锚杆的长度；a锚杆的间排距；锚杆对破裂岩体的压力角，经试验知接近450。目前还难以定量的确定各类围岩碎胀变形载荷；试验数据：当围岩岩石强度大于20MPa时，在类围岩中，选用1.0m左右的组合拱厚度；在类围岩中选用1.2m以上的组合拱。 五、基于松动圈理论的喷锚支护锚杆的间距与排距多采用较密的锚杆布置，其间排距一般在400mm600mm范围内选用，这样锚杆长度多为1.6m2.2m。 为了提高组合拱的整体性，多选用全长（加长）锚固锚杆。巷道断面形状大松动圈组合拱支护的实质，是利用锚杆作用

31、在破裂围岩的压应力，使围岩恢复到接近原岩的抗压强度进入支护，因此巷道断面最好的结构形式是拱形断面。当Lp150200cm时，一般选用直墙半圆拱断面；当Lp200cm300cm时，多采用缺圆拱断面。五、基于松动圈理论的喷锚支护大松动圈组合拱支护的施工二次支护施工时一次，稳定后第二次。首先需采用光面爆破，然后应及时安设锚杆及网片。如果顶板岩石破碎，应先喷一层混凝土保证凿锚杆孔时的安全和防止冒顶。锚杆的安装顺序是先顶后帮，底部锚杆应尽量及时安设，尽早使组合拱封闭。加强监测观测一是巷道围岩收敛变形量和变形速度，前者为了确定最优的预留变形量，后者为了确定复喷混凝土的时间；二是观测围岩变形的均匀情况，如果

32、围岩有明显的不均匀变形，可采取局部补打锚杆的方法使巷道保持拱形状态，避免巷道由于不均匀变形而失稳。五、基于松动圈理论的喷锚支护大松动圈组合拱支护实例某煤矿3400采区，埋深达685.8742.8m，分布有大量的断层，构造复杂，原采用梯形断面，顶宽2.6m，高为2.4m，底宽3.4m，巷道采用矿用工字钢与锚杆联合支护。大部分巷道施工仅20天巷道的断面收缩率达4060%，基本上前掘后修，根本无法满足巷道的正常使用。地质雷达实测围岩松动圈厚度值为2.503.10m，为大松动圈类极软围岩依据松动圈支护理论（组合拱）设计巷道采用“三锚”支护。两肩窝及底角“关键部位”采用预应力锚索及底角锚注（三锚）加固。

33、选择合理时机进行三次支护工艺施工。采用新支护方案后取得了良好的支护效果，巷道变形破坏状态明显趋缓，巷道的断面收缩率最终仅为1015%，满足了巷道服务期内的正常使用。 常用支护手段及特点六六、常用支护手段及特点四种基本手段六、常用支护手段及特点喷射混凝土支护支护主体喷射混凝土封闭围岩、防止风化、防止危岩掉落；改善围岩的应力状态恢复三向应力状态；密切岩体、柔性支护结构作用共同变形，围岩应力释放，抑制更大变形；射入缝隙，增强黏结岩块间的连接咬合作用得以维持；填凹补平消除应力集中。（纤维混凝土增加抗裂性能和韧性）。喷射混凝土支护属于柔性支护。支护体与围岩共同承受地压等荷载。厚度，一般为70100mm。

34、不宜小于50mm，不宜超过150mm。强度要求达到C20C40级。六、常用支护手段及特点锚网支护支护主体锚杆（悬吊、楔固、减跨、组合拱）；网网主要用来维护锚杆间的围岩，防止小块松散岩石掉落，也可用作喷射混凝土的配筋；同时，被锚杆拉紧的网还能起到联系各锚杆组成支护整体的作用。各种网负担的松散岩石的荷载主要取决于锚杆间距大小。1）铁丝网一般采用34mm的镀锌铁丝编织而成。菱形网网孔尺寸为40mm40mm100mm100mm。钢筋网是由钢筋焊接而成的大网格金属网。直径约610mm，网格约100-150mm100-150mm。这种网强度和刚度都比较大，不仅能阻止松动岩块掉落，而且能够有效地增加锚杆支护

35、的整体效果，适用于大变形、高应力巷道支护。塑料网具有成本低、轻便、抗腐蚀等特点，但是强度和刚度较低。目前国外已用聚酯网代替塑料网，聚酯网具有强度大、重量轻、刚度大等优点，但这种网的价格相对较高。六、常用支护手段及特点锚带网支护支护主体锚杆锚带网支护是由锚杆、钢带（钢筋梯）及金属网等组成。钢带是锚带网支护系统的关键部件。它将单根锚杆联接起来，组成一个整体承载结构，提高锚杆支护的整体效果。钢带是由23mm的薄钢板制成，钢带上有锚杆安装孔，使打眼、安装极其方便。根据制作钢带的材料不同，主要有平钢带、W钢带及钢筋梯等型式。 六、常用支护手段及特点喷锚支护支护主体锚杆。辅助喷射混凝土。支护体靠自身强度与岩石共同承受地压等各种荷载。支护体的受力特点是允许围岩有一定变形，但又限制围岩变形，其限制变形的能力，因锚杆的作用而较喷射混凝土支护为强。用锚杆的作用使得不仅仅是临巷道表面的岩石参与承载，而且深部的岩石也参与承载。用锚杆加上喷射混凝土的组合作用，形成一个有一定厚度的岩石+人工支护体，从而达到安