第1章 绪论 1
1.1 中国煤矿软岩巷道工程的现状及特点 1
1.1.1 中国煤矿软岩巷道工程的现状 1
前言 1
1.1.2 中国煤矿软岩巷道工程的特点 2
1.2 煤矿软岩巷道工程支护的研究现状 4
1.2.1 软岩巷道工程支护理论的研究现状 4
1.2.2 软岩巷道工程设计的研究现状 8
1.2.3 软岩巷道工程支护技术的发展现状 9
1.3 编写本书的目的及原则 9
1.3.1 编写目的 9
1.3.4 应遵守的其他标准 10
1.3.2 适用范围 10
1.3.3 基本原则 10
第2章 煤矿软岩巷道工程支护的基本理论 11
2.1 软岩的概念 11
2.1.1 概述 11
2.1.2 工程软岩的概念 13
2.2 软岩的基本力学属性 14
2.2.1 软化临界荷载 14
2.2.2 软化临界深度 14
2.2.3 软岩两个基本属性之间的关系 14
2.2.4 软化临界荷载与软化临界深度的确定方法 15
2.3.1 软岩矿井的分类 16
2.3 软岩的工程分类体系 16
2.3.2 软岩的分类与分级 17
2.3.3 软岩软化程度的分类 19
2.3.4 软岩巷道工程的分类 20
2.4 软岩的工程力学特性 21
2.4.1 可塑性 21
2.4.2 膨胀性 22
2.4.3 崩解性 23
2.4.4 流变性 24
2.4.5 易扰动性 28
2.5 软岩巷道工程变形力学机制 28
2.5.1 物化膨胀型的变形力学机制 29
2.5.2 应力扩容型的变形力学机制 33
2.5.3 结构变形型的变形力学机制 35
2.6 软岩巷道工程支护原理 35
2.6.1 软岩巷道工程支护技术的关键 35
2.6.2 软岩巷道工程支护原则 35
2.6.3 软岩巷道工程支护原理 37
2.6.4 最佳支护时间和最佳支护时段 38
2.6.5 软岩巷道工程关键部位 39
2.7 软岩巷道工程支护设计方法 42
2.7.1 软岩巷道工程非线性大变形力学设计的理论基础 42
2.7.2 软岩矿井总体巷道布局设计原则 49
2.7.3 软岩巷道工程非线性大变形力学设计方法 53
3.1 锚网索耦合支护的概念 56
3.1.1 概念 56
第3章 一般软岩巷道锚网索耦合支护的设计与施工 56
3.1.2 耦合支护的基本特征 57
3.2 锚网索耦合支护原理 58
3.2.1 锚杆围岩耦合支护原理 58
3.2.2 锚网围岩耦合支护原理 61
3.2.3 锚索关键部位耦合支护原理 64
3.3 锚网索耦合支护设计的步序 65
3.4 锚网索耦合支护设计的内容 66
3.4.1 地质力学评估 67
3.4.2 软岩类型判别 68
3.4.3 耦合对策设计 73
3.4.4 耦合过程设计 76
3.4.5 耦合参数设计 82
3.5 锚网索耦合支护的施工 89
3.5.1 锚网初次耦合支护 89
3.5.2 锚索二次耦合支护 90
3.5.3 反馈设计 91
3.6 应用案例分析 93
3.6.1 工程概况 93
3.6.2 锚网索耦合支护设计 95
3.6.3 应用效果 101
3.7 一般软岩巷道锚网索耦合支护技术特点 101
第4章 软岩硐室及交叉点刚柔层支护的设计与施工 103
4.1 强膨胀软岩预留刚柔层支护的设计与施工 103
4.1.1 强膨胀型软岩巷道变形破坏的特点 103
4.1.2 预留刚柔层支护及其力学原理 104
4.1.3 预留刚柔层支护的设计 105
4.1.4 预留刚柔层支护的施工 106
4.1.5 应用案例 106
4.1.6 预留刚柔层支护的技术特点 109
4.2 高应力软岩预留刚隙柔层支护的设计与施工 109
4.2.1 高应力软岩巷道变形破坏的特点 109
4.2.2 预留刚隙柔层支护及其力学原理 110
4.2.3 预留刚隙柔层支护的设计 111
4.2.4 预留刚隙柔层支护的施工 112
4.2.5 应用案例 113
4.3 大断面交叉点柔层桁架支护设计与施工 116
4.3.1 大断面交叉点变形破坏特点 116
4.2.6 预留刚隙柔层支护的技术特点 116
4.3.2 常规支护存在的问题 120
4.3.3 柔层桁架支护及其力学原理 120
4.3.4 柔层桁架支护设计 123
4.3.5 柔层桁架支护施工 124
4.3.6 应用案例 124
4.3.7 柔层桁架支护的技术特点 127
第5章 软岩泵房吸水井集约化设计与施工 128
5.1 常规设计存在的问题 128
5.2 软岩泵房吸水井集约化设计原理 129
5.2.1 设计指导思想 129
5.2.2 设计原理 129
5.2.3 设计序列 130
5.3 软岩泵房吸水井集约化设计的内容 130
5.3.1 等效设计计算 131
5.3.2 吸水阻力校核 132
5.3.3 组合吸水井布置 135
5.3.4 配套吸水管路铺设 139
5.3.5 配套水闸门 140
5.3.6 配套支护设计 143
5.4 软岩泵房吸水井集约化设计技术特点 143
第6章 软岩巷道底臌的机理及防治对策 145
6.1 软岩巷道底臌的机理 145
6.1.1 软岩巷道底臌的特征 145
6.1.2 软岩巷道底臌的分类 145
6.1.3 软岩巷道底臌的机理 147
6.1.4 影响底臌的主要因素 154
6.2 软岩巷道底臌支护荷载的确定方法 155
6.2.1 软岩巷道底板的稳定性判别 155
6.2.2 底板支护荷载的确定 156
6.3 软岩巷道底臌的防治方法 159
6.3.1 底臌防治原则 159
6.3.2 防治水措施 160
6.3.3 卸压措施 161
6.3.4 支护措施 161
7.1.2 施工组织设计 164
7.1.1 施工程序 164
7.1.3 施工的基本原则 164
7.1 软岩巷道施工基本原则 164
第7章 软岩巷道施工工艺及质量管理 164
7.2 软岩巷道掘进施工方法 165
7.2.1 掘进施工方法分类 165
7.2.2 机掘法 166
7.2.3 钻爆法 166
7.3 锚杆支护 166
7.3.1 锚杆类型 166
7.3.2 树脂锚杆构件及其作用 168
7.3.3 其他常用锚杆 175
7.3.4 锚杆系统 187
7.3.5 锚杆支护的力学指标 188
7.3.6 锚杆支护设计注意事项 189
7.3.7 锚杆支护施工 190
7.4 锚索支护 193
7.4.1 锚索类型 194
7.4.2 锚索结构 194
7.4.3 树脂锚索支护施工 196
7.4.4 注浆锚索的施工工艺 199
7.5 喷射混凝土支护 201
7.5.1 喷射混凝土材料及配合比 201
7.5.2 喷射混凝土的主要工艺参数 204
7.5.3 喷射混凝土支护施工工艺 207
7.6 金属支架支护 211
7.6.1 金属支架类型 211
7.6.2 背帮护顶 213
7.7.1 碹体支护 214
7.7 其他辅助支护 214
7.6.3 金属支架施工 214
7.7.2 弧板支护 216
7.8 施工质量管理与工程验收 216
7.8.1 施工质量管理 216
7.8.2 工程验收 219
第8章 软岩巷道支护监测技术 220
8.1 监测的目的及内容 220
8.1.1 支护监测的目的 220
8.1.2 支护监测的内容 220
8.2 巷道围岩表面位移观测 221
8.2.1 测点布置及安设 221
8.2.3 测量仪器 222
8.2.2 测量方法 222
8.2.4 监测数据处理及应用 224
8.3 巷道围岩深部位移监测 225
8.3.1 监测目的 225
8.3.2 监测仪器及方法 225
8.3.3 监测数据处理及应用 229
8.4 顶板离层监测 232
8.4.1 监测目的 232
8.4.2 监测仪器 232
8.4.3 观测频度 239
8.4.4 监测数据处理及应用 239
8.5.1 监测内容及目的 240
8.5.2 锚杆的锚固力检测 240
8.5 锚杆施工质量监测 240
8.5.3 锚杆荷载观测 246
8.5.4 锚杆施工质量评定 247
8.6 巷道喷层质量监测 248
8.6.1 喷射混凝土层强度检测 248
8.6.2 喷射混凝土层厚度检测 250
8.7 信息反馈 250
8.7.1 数据处理 250
8.7.2 反馈与分析 251
8.7.3 软岩巷道稳定性预测 252
8.7.4 异常数据信息反馈及处理 252
9.1.1 系统输入数据及结果数据类型 253
9.1 系统介绍 253
第9章 煤矿软岩巷道支护智能设计系统 253
9.1.2 系统的安装 255
9.1.3 系统的启动 255
9.1.4 系统的运行 256
9.2 系统运行环境 269
9.3 系统功能特点 269
9.3.1 可视化的界面与多任务的执行 269
9.3.2 简单的操作与安全的运行保障 270
9.3.3 严格的执行控制与友好的用户提示 270
9.3.4 强大的图形绘制功能 270
9.3.5 完备的表格及曲线绘制功能 273
9.3.6 方便快捷的报告自动形成功能 275
参考文献 277