【正文】 ? 對(duì)擾動(dòng)的敏感是軟巖的特性之一，鄰近巷道施工、采面回采對(duì)軟巖巷道圍巖變形的影響較明顯。 ? 自重應(yīng)力、殘余構(gòu)造應(yīng)力、工程環(huán)境和施工的擾動(dòng)應(yīng)力，特別是諸應(yīng)力的疊加狀況和主應(yīng)力的大小、方向是影響軟巖巷道圍巖變形的主要的外部因素。結(jié)構(gòu)面的成因類型，結(jié)構(gòu)面的結(jié)合特征，結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)，結(jié)構(gòu)面相對(duì)于硐室的空間分布規(guī)律及其制約下形成的巖體結(jié)構(gòu)控制著軟巖變形、破壞規(guī)律。 ? 應(yīng)力擴(kuò)容變形機(jī)制：軟巖在構(gòu)造應(yīng)力、地下水、重力、工程偏應(yīng)力（礦山壓力）作用下，巖體產(chǎn)生破壞變形，微裂活動(dòng)迅速加劇，形成拉伸破壞和剪切面，體積擴(kuò)脹。 ? 膨脹變形機(jī)制：膨脹巖石含有蒙脫石、高嶺土和伊利石等強(qiáng)親水性粘土礦物，這幾類礦物由于其晶體結(jié)構(gòu)特殊，能將水分子吸附在晶層表面和晶層內(nèi)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第五節(jié) 軟巖巷道圍巖變形規(guī)律及其支護(hù)技術(shù) ? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第五節(jié) 軟巖巷道圍巖變形規(guī)律及其支護(hù)技術(shù) ? 二、軟巖巷道圍巖變形力學(xué)機(jī)制和變形規(guī)律 ? ? 按照軟巖的自然特征、物理化學(xué)性質(zhì)，以及在工程力的作用下產(chǎn)生顯著變形的力學(xué)機(jī)理，將軟巖分為膨脹性軟巖（低強(qiáng)度軟巖）、高應(yīng)力軟巖、節(jié)理化軟巖和復(fù)合型軟巖四種類型。當(dāng)巷道埋深大于某一開采深度時(shí)，圍巖產(chǎn)生明顯的塑性大變形；當(dāng)巷道埋深小于該開采深度時(shí)，巷道圍巖不出現(xiàn)明顯變形。 ? （ 2）軟巖臨界深度 ? 與軟化臨界荷載相對(duì)應(yīng)地存在軟化臨界深度。施加的載荷大于該載荷水平時(shí)，巖石的應(yīng)變不斷增加，出現(xiàn)明顯的塑性變形加速現(xiàn)象。巷道工程力是指作用在巷道工程巖體上的力的總和，工程軟巖的定義揭示了軟巖的相對(duì)性實(shí)質(zhì)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第五節(jié) 軟巖巷道圍巖變形規(guī)律及其支護(hù)技術(shù) ? 一、軟巖的基本屬性 ? ? （ 1）地質(zhì)軟巖：是指強(qiáng)度低、孔隙度大、膠結(jié)程度差、受構(gòu)造面切割及風(fēng)化影響顯著或含有大量膨脹性粘土礦物的松、散、軟、弱巖層的總稱。錨索可分為單根錨索和錨索束、樹脂錨固錨索、水泥注漿錨固錨索、樹脂水泥注漿聯(lián)合錨固錨索、端部錨固錨索和全長(zhǎng)錨固錨索、預(yù)應(yīng)力錨索和非預(yù)應(yīng)力錨索。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第四節(jié) 巷道錨桿支護(hù) ? 五、預(yù)應(yīng)力錨索 ? ? 預(yù)應(yīng)力錨索與普通錨桿相比錨索長(zhǎng)度較大，能錨入深部較穩(wěn)定的巖層中，同時(shí)施加較大的預(yù)應(yīng)力。通過(guò)拉桿可以協(xié)調(diào)錨桿之間的受力變形，將同一拉桿的若干根錨桿構(gòu)成整體支護(hù)結(jié)構(gòu)。 ? 錨桿的錨固力和拉桿的預(yù)拉緊力，使頂板的“中性軸”下移，增加了頂板巖層的抗彎能力，減小頂板內(nèi)部及其表面的張應(yīng)力。 ? 連續(xù)：沿巷道軸向?qū)问交驈?fù)式桁架錨桿連成整體。 ? 復(fù)式：在巷道跨度方向上由 23個(gè)單式桁架錨桿交錯(cuò)組成。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第四節(jié) 巷道錨桿支護(hù) ? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第四節(jié) 巷道錨桿支護(hù) ? ? 桁架錨桿由錨桿、拉桿、拉緊器、墊塊組成。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第四節(jié) 巷道錨桿支護(hù) ? 四、組合錨桿 ? ? 將錨桿與掩護(hù)網(wǎng)、托梁聯(lián)合使用，組成一個(gè)以錨桿為主的整體承載機(jī)構(gòu)。 ? （ 2）可切割、可回收錨桿 ? 可切割和可回收錨桿是在木錨桿、竹錨桿控制圍巖效果較差和金屬錨桿影響采煤機(jī)正常割煤的情況下研制出的。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第四節(jié) 巷道錨桿支護(hù) ? 、可回收錨桿 ? （ 1）可延伸錨桿 ? 按其工作原理可分為結(jié)構(gòu)可延伸式和桿體可延伸式。 ? （ 3）水泥砂漿鋼筋錨桿 ? 水泥砂漿鋼筋錨桿是一種全長(zhǎng)錨固式錨桿。但其錨固力及其他技術(shù)指標(biāo)不如樹脂錨桿，水泥卷的水泥水化操作困難。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第四節(jié) 巷道錨桿支護(hù) ? （ 2）快硬水泥卷錨桿 ? 水泥錨固錨桿是以快硬水泥卷代替樹脂膠囊，其粘結(jié)方式分端頭錨固和全長(zhǎng)錨固。 ? 錨桿托板與螺母：托板有圓形、四方形、三角形、矩形、球面形和錐形托板。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第四節(jié) 巷道錨桿支護(hù) ? 錨桿桿體：是錨桿的主體，桿體材質(zhì)及表面結(jié)構(gòu)直接影響錨固范圍內(nèi)圍巖的支護(hù)阻力。 ? 錨固劑：樹脂錨固劑通常是將樹脂、固化劑、促凝劑嚴(yán)密包裝在一定長(zhǎng)度和直徑的膠囊中，樹脂和促凝劑裝在一室，固化劑與之隔離包裝在另一室。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第四節(jié) 巷道錨桿支護(hù) ? ? 粘結(jié)式錨桿主要成分為樹脂錨桿、快硬水泥卷錨桿和水泥砂漿鋼筋錨桿。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第四節(jié) 巷道錨桿支護(hù) ? ? 摩擦式錨桿是通過(guò)鋼管與孔壁之間的摩擦作用達(dá)到錨固的目的， 多為全長(zhǎng)錨固式。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第四節(jié) 巷道錨桿支護(hù) ? 三、錨桿 ? ? 機(jī)械錨固錨桿一般是端頭錨固式，安裝錨桿時(shí)需要施加預(yù)緊力，屬于主動(dòng)式錨桿。 ? （ 4）煤巷錨桿支護(hù)可以改變圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，增加圍壓，從而提高圍巖的承載能力。 ? （ 3）巷道圍巖存在破碎區(qū)、塑性區(qū)和彈性區(qū)，錨桿錨固區(qū)的巖體則處于破碎區(qū)或處于上述 23個(gè)區(qū)域中，相應(yīng)錨固區(qū)的巖體強(qiáng)度處于峰后強(qiáng)度或殘余強(qiáng)度。其要點(diǎn)如下： ? （ 1）巷道錨桿支護(hù)的實(shí)質(zhì)是錨桿和錨固區(qū)域的巖體相互作用形成統(tǒng)一的承載結(jié)構(gòu)。錨桿的作用是沿錨桿軸向約束巖層膨脹和在垂直錨桿軸向方向約束巖層剪切錯(cuò)動(dòng)。圍巖層狀特征比較突出的回采巷道開挖后引起應(yīng)力重新分布時(shí)，鉛直應(yīng)力向兩幫轉(zhuǎn)移，水平應(yīng)力向頂?shù)装遛D(zhuǎn)移。壓縮拱內(nèi)巖石徑向、切向均受壓，處于三向應(yīng)力狀態(tài)，圍巖強(qiáng)度得到提高，支承能力相應(yīng)增大。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第四節(jié) 巷道錨桿支護(hù) ? ? 如果頂板巖層中存在若干分層，組合梁理論認(rèn)為錨桿的作用一方面提供錨固力增加巖層間的摩擦力，阻止巖層沿層面繼續(xù)滑動(dòng)，避免出現(xiàn)離層現(xiàn)象；另一方面錨桿桿體可增加巖層間的抗剪強(qiáng)度，阻止巖層間的水平錯(cuò)動(dòng)，從而將巷道頂板錨固范圍內(nèi)的幾個(gè)薄巖層鎖成一個(gè)較厚的巖層。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)學(xué)院 2022/1/4 第四節(jié) 巷道錨桿支護(hù) ? 二、錨桿支護(hù)理論 ? ? 錨桿支護(hù)的作用是將巷道頂板較軟弱巖層懸吊在上部穩(wěn)定巖層上，增強(qiáng)較軟弱巖層的穩(wěn)定性。 ? 殘余錨固力：當(dāng)圍巖表面