高强度钢纤维混凝土的力学特征及在高应力软岩巷道中的应用.pdf

第 6 7卷第 5期 有 色 金 属 ( 矿山部分) 2 0 1 5年 9月 d o i ： 1 0 ． 3 9 6 9 ／ J ． i s s n ． 1 6 7 1 — 4 1 7 2 ． 2 0 1 5 ． 0 5 ． 0 1 1 高强度钢纤维混凝土的力学特征及在高应力 软岩巷道中的应用 梁新 民 ， 张永达 ， 单 强。 ， 明世祥 ( 1 ．金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室， 北京 1 0 0 0 8 3 ； 2 ．北京 科技 大学 土木 与环境 工 程学 院 ， 北 京 1 0 0 0 8 3 ； 3 ．中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所 ， 郑州 4 5 0 0 0 6 ) 摘要 ： 为 了满足高应力软岩巷道对于支护材料高强度 、 高韧性 的要求 ， 本研究 提出在素混凝 土中掺人适 量高 性能钢纤维的方法来改善混凝 土的整体力学性能 。通过室 内试验 ， 对 3 类 高强度钢 纤维混凝 土及 素混凝土试 块进 行力学性能对 比试验 ， 得 出在钢纤维体积掺率为 1 ． O l 下 B型钢纤 维具 有更好 的抗变形 和抗 冲击性能 。以围压恢 复加 固理论为指导 ， 研究提 出了浇灌钢纤维混凝土 、 全 长锚 固预应力树脂锚杆被动 和主动联合 支护结构 ， 配合壁后 接顶充填和浇注底梁等关键技术 ， 建立 形成 了一整套 适用 于高应 力软 岩巷道 的支护 体系 。历经 两年 多的 现场应 用 、 监测 ， 实现 了对高应力软岩巷道的围岩变形的有效控制 ， 为矿 山企业安全作业奠定基础 。 关键词 ： 软岩巷道 ； 高强度钢纤维 ； 对 比试验 ； 联合支护 中图分类号： T D 3 1 3 文献标 志码 ： A 文章 编号： 1 6 7 l 一 4 1 7 2 ( 2 0 1 5 ) 0 5 — 0 0 5 4 — 0 6 Me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f h i g h s t r e n g t h s t e e l f i b e r c o n c r e t e a n d i t s a p p l i c a t i o n i n s u p p o r t o f h i g h s t r e s s a n d s o f t r o c k r o a d wa y L I ANG Xi n mi n ，ZHANG Yo n g d a ，SHAN Qi a n g 。 ，M I NG S h i x i a n g ( 1 ． St a t e Ke y La bo r a t o r y o f Hi gh - Ef f i c i e n t Mi n i n g a n d Sa f e t y o f M e t al M i ne s of M i ni s t r y o f Ed u c a t i o n，Be ij i n g 1 0 0 0 8 3，Ch i n a ； 2 ．S c h o o l o f Ci v i l a n d E n v i r o n me n t E n g in e e r i n g ，Un i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y B e ij i n g ，B e ij i n g 1 0 0 0 8 3 ，C h i n a ； 3．Zhe ng z h ou I ns t i t u t e o f M ul t i pu r p os e Ut i l i z a t i o n of M i ne r a l Re s our c e s CGS，Zhe ngz ho u 45 0 00 6，Ch i n a) Ab s t r a c t ：I n o r d e r t O s a t i s f y t h e r e q u i r e me n t o f h i g h s t r e n g t h a n d t o u g h n e s s i n t h e h i g h s t r e s s s o f t r o c k r o a d wa y， a p p r o p r i a t e a mo u n t o f h i g h p e r f o r ma n c e s t e e l f i b e r i s a d d e d i n t h e c o n c r e t e t o i mp r o v e t h e o v e r a l l m e c ha n i c a l pe r f o r ma n c e o f c on c r e t e ． Ba s e d on t he me c ha ni c a l p e r f or ma nc e c ont r a s t t e s t s o f t hr e e ki nds of hi gh p e r f or ma nc e s t e e l f i b e r c on c r e t es a nd p l a i n c o nc r e t e Moc ks ，i t i s c on c l u de d t ha t t he t yp e B s t e e l f i b e r ha s a be t t e r r e s i s t a nc e t o d e f or ma t i on a n d i mpa c t r e s i s t a nc e un de r t he s t e e l f i be r v ol u m e f r a c t i o n of 1． 0 1 ．W i t h t he gui d a nc e of t h e c o nf i r mi ng pr e s s u r e r e s t o r i ng t he or y，t he p a s s i v e a nd a c t i ve c o mbi ne d s u ppo r t i ng s t r uc t ur e a r e p r o po s e d，whi c h i s c omp os e d o f hi gh s t r e n gt h s t e e l f i be r c o nc r e t e a n d f ul l y a n c ho r e d pr e — s t r e s s e d r e s i n bol t s ．Co op e r at e d wi t h o t h e r ke y t e c h ni qu e s s u c h a s wa l l ba c k r oo f c o nt a c t e d f i l l i ng a n d pl a c i ng o f bot t o m be a m ，a s e t of s up po r t i ng s y s t e m f or hi gh s t r e s s a nd s o f t r oc k r o ad wa y a r e f or me d ．Af t e r mor e t ha n t WO y e a r s o f f i e l d mon i t o r i ng，t he e f f e c t i ve c ont r ol of s u r r o u n d i n g r o c k d e f o r ma t i o n i n h i g h s t r e s s s o f t r o c k t u n n e l e x c a v a t i o n i s r e a l i z e d，a n d i t l a y s a f o u n d a t i o n f o r s a f e pr o duc t i o n i n mi ni n g e n t er pr i s e ． Ke y wo r d s ：s o f t r o c k r o a d wa y；h i g h s t r e n g t h s t e e l f i b e r ；c o n t r a s t t e s t ； j o i n t s u p p o r t i n g s y s t e m 软 岩支护 问题 一 直 是 一个 难 题 ， 特 别 是 在世 界 资源逐渐枯竭， 好采易采资源逐渐减少的前提下， 巷 作 者简介 ： 梁新民( 1 9 9 0 一) ， 男 ， 硕 士研究生 ， 采矿 工程专业 ， 主要从 事软岩支护、 采矿工艺优化等方面的研究 。 道 支护 问题 就更显 得迫 切 引。河 南 某钼 矿是 国 内 少有 的年产 6 0 0万 t的大 型 地 下 钼 矿 生 产 企 业 ， 由 于其 岩石氧 化程 度 高 、 松 软 破碎 ， 地压 较 大 ， 处 于 矿 体 中的巷道 极难 支 护 ， 严 重 阻碍 了矿 区 的进 一 步 生 产 。在 1 0 4 0 I n水平 处 ， 大部 分 的 巷 道采 用 较 强 的 第 5期 梁新 民等 ： 高强度钢纤维混凝土 的力学特 征及 在高应力软岩巷道 中的应用 5 5 钢筋混凝土支护， 但依旧破坏严重 ： 巷道两帮出现裂 缝 ， 部 分巷 道宽 度 收敛达 1 ～2 m， 顶板 钢 筋挤 出 ， 混 凝土 结构 错裂 ， 无 法 满 足 井下 安全 生 产 的 需 要 。根 据 1 0 4 0 i n水平各采场巷道采用普通混凝土支护所 表现 出来 的抗拉 强 度低 、 韧度 不 够 、 整 体 性 差 、 与 钢 筋配合受力不相匹配等缺陷， 通过查阅大量文献资 料口 ] ， 综合分析工程地质 ， 发现掺有高韧性钢纤维 的混凝土在抗拉、 抗弯 、 抗 冲击等性能上均 比普通混 凝土有较大程度的提高 ， 可 明显改善混凝 土的整体 性能 ， 将 高强度 钢 纤 维混 凝 土 用 于 井 下矿 山采 动 巷 道的锚喷支护或者浇灌支护 ， 对于提高软弱岩体巷 道 的支 护效果 具有 重要 意义 。 本 研究 结 合 该 钼矿 的岩性 、 地压 条 件 和 采场 支 护强 度要 求 ， 判断 在 原 有 的钢 筋 浇 灌 混凝 土难 以保 证底 部结 构巷 道稳 定 性 的基 础 上 ， 结 合 一 系 列 室 内 钢纤维混凝土试块力学性能测试试验 ，以围压恢复 加 固理论 为指 导 ， 提 出了具 有 围压 施 加功 能 、 围岩 自 承强度得以恢复和利用 的主动被动联合支护结构 ， 并采用壁后接顶充填和浇注底梁等关键技术 ， 建立 形成 了一整套适用于高应力软岩巷道支护体系。并 对 围岩 较为 软破 的 1 0 2 0 m 水 平 4 0 1北 采 场 3 — 2 装 矿巷 进行 了现 场应用 试 验 。经 过 了两年 时 间 的监 测 ， 该试验巷道依然保持完好 ， 没有出现明显的裂隙 和变形 ， 取得 了 良好 的支护 效果 。 1 试件 配 比设 计与制备 1 ． 1 高强 度钢 纤维 混凝 土配 比设计 高强度 钢纤 维混 凝土 的物 料配 比与 普通 混凝 土 有较大的变化 ， 水灰 比、 水泥用量及砂率等参数都需 要 适 当的调 整 ] 。根据 混凝 土结 构设 计 与施 工规 程 ( C E C S 3 8 ： 9 2 ) 对 配 置钢纤 维混 凝 土的要 求及 矿 山现 行 浇灌 混凝 土 的配 比数 据 ， 最 终 确定 水 泥 选 用 普 通 4 2 5号 硅 酸 盐 水 泥 ， 用 量 3 6 0 k g ／ m。 ， 水 灰 比 0 ． 4 8 ， 砂 子 采用 中砂 ， 砂 率 4 7 ， 石 子 最 大粒 径 不 超过 2 O mm。经计算本次试验的各种类型高强度钢纤维混 凝 土试 块 单位体 积 物料 配 比如表 1 所 示 。 表 l不同掺量混凝土物料配 比 Ta bl e 1 Di f f e r e nt d o s a g e r a t i o of c on c r e t e m a t e r i a l s 1 ． 2 高 强度钢 纤维 混凝 土试 件制 备 试 验选 用北 京 宏瑞 莱 科 技 有 限 公 司 生产 的 A、 B 、 C三种 高韧性 钢 纤维进 行 试验 ， 三种 钢纤 维材 质 、 形 状 、 长径 比的部分 参数 各不 相 同 ， 具体 规 格 如 表 2 所 示 。 表 2钢纤维力学性能 Ta b l e 2 M e c ha ni c a l pr op e r t i e s o f s t e e l f i b e r 高强 度钢纤 维 混凝 土 ( 以下简 称钢 纤维 混凝 土) 采用 人工 搅拌 制备 ， 先加 入石 子 、 砂 子粗 骨料 及部 分 钢纤维进行干拌 ， 然后再加入水、 水泥及剩余钢纤维 进行 湿拌 ， 整个 搅 拌过 程 以钢 纤 维 均 匀分 散 于 混 凝 土 中 、 不结 团为 标 准 。将 搅 拌 好 的混凝 土装 入 模 具 中、 机械振动 2 mi n ， 抹平上表面， 即完成试块的制作。 2 钢 纤维混凝 土力学性能试验检 测 2 ． 1抗 压与 劈拉 性能试 验 进行 抗压 与劈 拉性 能试 验 的试 块 规 格 均 为 1 0 0 IT l mx 1 0 0 mmx 1 0 0 mm， 试验设备采用 WE P 一 6 0 0 液压 式 屏 显 万 能 试 验 机 测 定 。试 验 结 果 分 别 如 图 1 、 2所示 。 0 0． 7 6 1． 01 钢纤维体积掺率， ％ 图 1 不 同掺率下抗压 强度对 B 图 Fi g ．1 Th e c o m pr e s s i v e s t r e ng t h c o m p ar i s o n u nd e r di f f e r e n t mi x i n g r a t i o 抗压强度试验结果表明， 钢纤维 的掺人对于混 凝土的抗压强度提高整体影响不大， 较之素混凝土， 抗压 强度 最 大增 幅 为 2 5 ， 试 验 过 程 中 ， 受 压 时 素 混凝 土试 件呈脆 性 破 坏 ， 从 施 压 到试 件 破 坏 持 续 时 间较 短 ， 而钢纤 维 混凝 土破坏 缓慢 ， 表现 出较 好 的延 B d 《 吾 5 出 卷饭 第 5 期 梁新 民等 ： 高 强度 钢纤 维混凝土的力学特征及在高应力软岩巷道 中的应用 5 7 从 图 4可 以看 出 ， 相 同的钢 纤维 掺 量下 ， B型钢 纤 维 的抗弯 强度 最高 ， 且 在体 积 掺 率 为 1 ． O 1 时达 到 最大 值 ； 同普 通素混 凝 土相 比 ， 钢纤 维 混凝 土抗折 强度可 以提高 0 ． 9 ～2 ． 2 MP a ， 抗弯强度增幅最大达 6 5 。从 图 5可 以看 出 ， 在 初始 变形 阶段 ， 钢纤 维混 凝土与素混凝土曲线基本吻合 ， 应力一应变 曲线表 现 出较 好 的一致 性 ， 说 明在 此 阶段 混 凝 土 处 于 弹性 变形期 ， 钢纤维的增拉抗弯能力还未充分 的体现出 来 。此 后 ， 素 混 凝 土很 快 达 到 峰值 ， 且 迅 速 变 形 断 折 ， 而 钢纤 维混 凝土 达到 峰值破 坏则 需较 长 时间 ， 且 在 峰值 过后 有二 次 峰 值 的 出现 ， 二次 峰 值 较 初 次 峰 值 低 2 0 左 右 ， 这 是 因为在试 块 产 生 较 大位 移 变 形 后 钢纤 维仍 在连 接 开裂试 块两 断面 所致 。随后在 较 长 的时 间内钢纤 维 混 凝 土试 块 才 彻 底 破 坏 ， 钢 纤 维 试 块破 坏 时表 现 出时 效 性 和 延缓 性 ， 这 与 钢 纤 维 本 身 的吸收 、 储存 破坏 能量 的特 性密 不可 分 ， 所 以钢 纤 维 混凝 土试 块破 坏 速 度 较 素 混凝 土 明显 减 慢 ， 表 现 出破 而不 碎 的特性 。 经过以上试验分析 比选 ， 与普通混凝土相比， 高 强度钢纤维混凝 土抗压强度 、 劈拉强度 、 抗弯强度分 别最 大可 提高 2 5 、 4 7 和 6 5 ， 在 钢 纤 维 体 积 掺 率为 1 ． 0 1 时 B型钢 纤 维 具 有 更 好 的抗 变 形 和 抗 冲击 性能 ， 满 足 了高 应 力软 岩 巷 道 对 于支 护材 料 高 强度 、 高 韧性 的要 求 。 3 软岩巷道稳 定性控制理论 3 ． 1围压恢 复加 固理 论 围压恢 复加 固理论 是 一种适 用 于软破 围岩巷道 加 固 的新理 念 。当 地下 开挖 形 成 采 空 区后 ， 岩 体 由 初始的三向受力状态变为双 向或单 向受力 ， 围岩的 承载强度随之也大大降低 ， 进 而导致岩体结构的改 变 ， 最终导致巷道 围岩垮 冒 ] 。因此 ， 通过支护体 恢复围岩的围压 ， 提高岩体的残余 强度和 自身承载 能 力是 围压 恢复 加 固理论 的实 质所 在 。设 计 和选 用 的支护 结构 需要 遵 循 以下原 则 “ ] ： 围岩 卸 载 后 迅 速 施加 限 制性 支护 ， 并施 加预 应力 ； 具有 吊挂 和减 跨 作用 ， 能充分利用深部围岩强度； 在围岩表面形成全 封闭壳 体 结构 ； 利用 深 、 浅 围岩变形 的不 协调 性 实现 围岩 自锁 。 3 ． 2被 动和 主动联 合 支护体 系 被动支护是以牺牲围岩 自身的强度而得到围压 的 ， 该支护作用体现在阻止 围岩强度的进一 步下降 和 限制 围岩变 形 的 发展 上 ， 这 对 恢 复 巷 道松 动 圈 内 破碎 岩体 的承 载 强 度 有 一 定 的作 用 [ ] 。主 动 支 护 具有 支 护体 与围岩 相互 作用 、 共 同承 载的特 点 ， 这一 特点 正是 围压 恢 复所需 要 的基本 功能 。 该 钼矿 由于 井 下地 压 大 ， 矿 岩 破 碎 ， 深 、 浅 层 围 岩 间存 在强度 、 位 移速度 差 异 ， 单 一 的浇灌 混凝 土并 不 能及 时抑制 围 岩松动 变形 ， 且 浇灌混 凝土 脆性 强 、 抗变 形 能力差 ， 一 旦受 到偏 压作用 ， 容 易 因剪切 或拉 伸 而破 坏等 ； 而 预应 力锚 杆 支护 在 低 强 度 围 岩 中锚 固约束 范 围小 ， 围 岩变 形 得 不 到 有效 的控 制 。根 据 围压 恢 复加 固理 论 ， 如 能及 时对 软 破 围岩 及 时进 行 封 闭支 护 ， 施 加 支护反 力或 预应 力 ， 围岩 与支护 体可 形 成共 同承 载体 ， 其 自承 能力大 幅提 高 。因此 ， 针对 该 矿 的 围岩 软破 特性 ， 研 究 提 出 了浇 灌 钢 纤 维混 凝 土 、 全长锚固预应力树脂锚 杆被动和主动联合支护 结构 ， 配合壁后接顶充填和浇注底梁等关键技术， 对 巷道实施全封闭强化支护 。其支护具体实施步骤足 在 巷道 开挖 后 先 采 用 喷层 厚 度 为 3 O ～5 O mm 的素 喷混凝 土进 行封 闭 ， 岩性 较差 时则采 用锚 喷 网支护 ， 在临时支护的基础上 ， 再浇灌钢筋混凝土和底梁 ， 最 后 施加 预应 力锚 杆 和钢筋 条带 对浇 灌支 护体 进行锚 固 ， 形 成永 久支 护 。 4 现场 支护试验 与结果分析 支护试 验地 点选 择在 4 0 1北采 场 3 —2装矿 巷 ， 该巷 道 矿石 属 于 典 型 的矽 卡岩 氧 化 矿 ， 矿 石氧 化率 均在 6 0 ％以上 ， 在此进行试 验具有典型性和代表性 。 4 ． 1 支 护层厚 度 的确定 利用传统的公路隧道地压计算方法应用于破碎 软岩 巷 道 中 ， 并 将 巷道 等效 为 圆形 ， 荷 载取巷 道 浅埋 时 的最 大荷 载 。浇灌混 凝 土 的支 护厚 度可 由以下公 式计 算 得 出 ： h — r X (／ f f ~ 1 ) ( 1 ) 式 中 ： r 等代 圆半 径 ； f 混 凝 土 设计 强 度 ， 取 C 3 o ； u k 安全 系数 ， 半 圆拱 取 2 ． 4 ； p 一 巷 道 浅埋 式 时 的最大 荷载 。 巷道支护形式为直墙半 圆拱 ， 墙高 2 2 5 0 mm， 圆半径 2 3 5 5 mm， 所处岩体密度 2 ． 5 8 g ／ m。 ， 内摩 擦 角 3 4 ． 5 。 ， 黏 聚 力 0 ． 3 8 MP a ， 混 凝 土 设 计 强 度 按 C 3 o来计算 ， 得出支护层厚度 为 2 7 4 1 T i m， 若混凝土 设计强 度为 C 2 5时， 则支 护层厚 度计 算值 为 3 3 8 mm。本研 究 支 护 采 用 钢 纤 维 混 凝 土进 行 浇 灌 ， 混 凝土基 体 强度 为 C 3 0 ， 支 护 层 厚度 设 计 为 4 0 0 mm， 完全符合理论设计强度要求。 5 8 有 色 金 属( 矿山部分) 第 6 7卷 4 ． 2浇灌混 凝土现 场施 工 巷道 开挖 后 立 即对 软 岩巷 道进 行 临 时支 护 ， 围 岩较好 时采 用 喷层 厚 度 为 3 O ～ 5 0 I T l m 的 素 喷混 凝 土进 行封 闭 ， 岩 性较差 时则 采用锚 喷 网支护 ， 以减 小 环境改变对软岩强度的影响 ， 提高软岩巷道 的自稳 性 ， 在临 时支 护 的基 础 上 ， 再 浇 灌 钢 筋 混 凝 土 和 底 梁 。依据矿山浇灌混凝土支护 的设 计强度 ， 参考现 行的浇灌混凝土物料配比， 经理论计算 、 室 内试验等 环 节最 终确定 现场钢 纤 维混 凝 土 的水 灰 比为 0 ． 4 8 ， 砂率 为 0 ． 4 5 ． 选 用 B型 钢 纤 维 ， 混 凝 土 中水 ： 水 泥 ： 砂 ： 石子 ： 钢纤 维 一0 ． 5 ：1 ：2 ． 2 4 ：2 ． 7 4 ： 0 ． 2 2 ， 也 即配制 1 m。 的混凝 土 ， 需水 泥 3 7 0 k g ， 石子 l 0 1 5 k g ， 砂子 8 3 0 k g ， 钢纤维 8 0 k g 。 现场试 验巷 道长 9 m， 设 计浇 灌支 护体厚 度 4 0 0 mm， 巷 道 断 面 8 ． 5 1 m。 ， 经计 算 得 出需 钢纤 维 混 凝 土约 3 0 m。 。浇灌混凝 土支 护工艺 主要包括 干拌 混 、 支设模板、 湿拌 、 振捣 、 拆模和养护等工序 ， 各工 序都需严格按设计要求来进行施工。拆模结束后 ， 用钻孔方式对顶板壁后空区进行检测， 采用高膨胀 树脂充填专用泵注机和发泡水泥灌注设备进行壁后 充填 ， 充 填体 强度 一般不 低 于 5 MP a 。 4 ． 3锚杆 加条带 补强 支护 壁后充填结束后 ， 立即在浇灌钢纤维混凝土支 护 层外 围布 置全 长锚 固预应力 树脂 锚杆 和钢 筋条 带 进 行补 强支 护 。针对 该 钼 矿 侧压 大 的特 点 ， 在 两 墙 进 行 了预应 力锚 杆加 固 ， 通 过 端 部 垫板 和螺 母 对 锚 杆施加 了 1 O ～3 0 k N预应力 ， 具体支护结构布置如 图 6所示 。试验 所选 锚杆 为全螺 纹全 长锚 固预 应力 树脂锚杆 ， 支护参数见表 3 ， 锚杆树脂锚 固剂锚 固长 度 为 9 0 0 mi t t ， 由 A 和 B两种 规格锚 固剂组成 ， 安装 时 需将凝 固时 间相 对 较 短 的 A 型 锚 固剂 安装 在钻 孔 底部位 置 。 图 6巷 道 支 护 结 构 布 置 图 Fi g ． 6 Th e s t r u c t u r a l l a y o u t pl a n o f r o a d wa y s u p po r t 表 3钢筋条带支护参数 Ta b l e 3 S t e e l b e l t s up po r t i ng p a r a me t e r s 4 ． 4地 压监 测及 效果分 析 现场地 压监测 手段 主要 有巷道 围岩 变形 量监测 和 围岩 压力 监 测 ， 分 别 选 用 型 号 为 J S S 3 0 A 的数 显 l 5 6 7 8 9 1 0 l 1 时问／ 月 收敛计 和 HGI J ～ 3 O混 凝 土 应 力 计 进 行 长 期 监 测 。 图 7为北采场 3 —2装矿巷典型断面的地压监测结 果 。从 图中可知 ： 巷道 收敛 变形初 期速 度较 大 ， 最 后 趔 5 6 7 8 9 l O I1 时间／ 月 图 7 地 压 监测 结果 Fi g． 7 Gr o un d p r ~ u r e mo ni t o r i ng r e s ul t s 第 5期 梁新民等 ： 高强度钢纤维混凝土 的力 学特征及在高应力软岩巷道 中的应用 5 9 趋 于 平稳 ， 收敛 速度 由施 工 前 的 2 mm／ d降至 0 ． 3 3 mm／ d ； 钢 纤维 混凝 土初 始 一 个 月 内受 力 不 明显 ， 和 巷道收敛计所测位移值规律一致， 主要 由于支护体 顶 部 充填 不密 实 ， 应 力 计 尚未受 地 压 影 响 。随着 地 压进一步活动 ， 应力计数值基本呈上升趋势 ， 9月 2 o 日左右出现峰值 ， 此后逐渐下降趋 于平稳 。巷道综 合测试数据表明 ， 高性能钢纤维混凝土配合 预应力 锚 杆 加钢 筋条 带 的护 表 联 合 支 护 系统 ， 能够 有 效 控 制 围岩变 形 ， 并 产 生 围压 效应 作用 于 围岩 ， 使软 破 围 岩强 度得 到充 分利 用 。 5 结 论 1 ) 通 过室 内力 学 性 能 试 验研 究 ， 与 普通 混 凝 土 相比， 高强度钢纤维混凝土的抗压强度、 劈拉强度、 抗弯强度分别最大可提高 2 5 、 4 7 和 6 5 ， 在钢 纤维体积掺率为 1 ． o l 时 B型钢纤维具有更好 的 抗变 形 和抗 冲击性 能 ， 满 足 了高 应 力 软 岩 巷 道对 于 支护材料高强度 、 高韧性 的要求。 2 ) 以围压恢复加 固理论为指导， 结合该矿 的围 岩软 破特 性 ， 研 究 提 出了浇灌 钢纤 维混 凝 土 、 全 长锚 固预 应力 树脂 锚杆 被 动 和 主 动 联合 支 护 结 构 ， 配 合 壁后接顶充填和浇注底梁等关键技术 ， 建立形成 了 一 整 套适 用 于高应 力软 岩巷 道 的支护 体 系 。该 支护 形式 的提 出与应 用 ， 为该 矿 日后 解 决 软 岩 巷 道 中 的 支护问题 ， 提供 了一种新 的方法与思路。 3 ) 此试验 巷 道历 经 两 年 时 间 ， 期 间 在 采 场 内部 进行 过 掘进爆 破 ， 采场 上部 进行 过拉 底爆 破 ， 依 然保 持 良好 的完整 性 ， 巷 道表 面甚 至未 发现 破坏 裂 隙 ， 充 分体现了高性能钢纤维优异的抗变形能力 ， 采取主、 被动 联合 支护 技术 能够 达到 有效 控制 软岩 巷道 围岩 变形 的 目的 。 参 考 文 献 E l i 何满潮 ， 景海 河 ， 孙 晓 明 ．软岩 工程 地质 力学研 究进 展 [ J ] 工程地 质学报 ，2 0 0 0 ， 8 ( 1 ) ： 4 6 —6 2 E z 3 王其胜 ， 李夕兵 ， 李地元． 深井软岩巷道围岩变形特征及支护参 数的确定E J 3 ．煤炭学报 ，2 0 0 8 ， 3 3 ( 4 ) ： 3 6 4 —3 6 7 ． E 3 3 祝顺义 ．纤维混凝土在软岩巷道 支护中的应用研 究[ J ] ．工程 设计 与建设 ，2 0 0 4 ， 3 6 ( 1 ) ： 1 8 —2 1 ． E 4 3 朱海 堂， 高丹盈 ， 王 占桥 ．混杂纤维 高强 混凝土断裂 性能试验 研究 [ J ] ．建筑结构学报 ，2 0 1 0 ， 3 1 ( 1 ) ： 4 l 一4 6 ． E 5 3王其胜． 钢纤维混凝土增强作用及在软岩巷道支护 中的应用E J ] ． 辽宁工程技术大学学报： 自然科学版 ， 2 0 0 9 ， 2 8 ( 3 ) ： 3 3 7 —3 4 0 ． E 6 ] 刘 辉 ， 苏 波 ．万军迥隧道钢纤维喷射混凝 土性 能试验和配合 比设计 E J ] ．铁道工程学报 ，2 0 0 1 ， 7 ( 3 ) ： 6 9 —7 8 ． E 7 ] 常庆粮 ， 周华强 ， 李大伟 ， 等 ．软岩破碎巷道大刚度二次支护稳 定原理 [ J ] ．采矿与安全工程学报 ，2 0 0 7 ， 2 4 ( 2 ) ： 1 6 9 —1 7 7 ． E 8 3 潘贵豪 ， 明世祥 ， 刘新强， 等 ．高应力软岩巷道支护新理论及应用 研究[ J ] ．湖南科技大学学报 ： 自然科学版， 2 0 0 9 ， 2 4 ( 3 ) ： 1 1 —1 5 ． [- 9 3 方新秋 ， 何 杰 ， 何加省 ．深部高应力软岩动压巷道加 固技术研 究E J ] ．岩 土力学 ，2 0 0 9 ， 3 0 ( 6 ) ： 1 6 9 3 —1 6 9 8 ． [ 1 0 ] 许 兴亮 ， 张 农 ， 徐基根 ， 等 ．高地 应力破碎软岩巷道过程控 制 原理与实践[ J ] ．采矿与安全工程学报，2 0 0 7 ， 2 4 ( 1 ) ： 5 l 一5 6 ． [ 1 1 ] 明 建 ， 单 强 ， 严荣富．自然 崩 落法采场 软破 围岩巷道 支护 技 术研究 E J 3 ．采矿 与安全工程学报 ，2 0 1 4 ， 3 1 ( 1 ) ： 3 4 —4 0 ． [ 1 2 3 张后全 ， 韩立 军， 贺永年 ， 等 ．构造 复杂区域膨胀 软岩巷道 底 鼓控制研究[ J ] ．采矿与安全工程学报 ， 2 0 1 1 ， 2 8 ( 1 ) ： 1 6 —2 7 ．