1樓：讀好書出乾貨
1、錨杆支護懸吊理論：此理論認為將較軟弱岩層懸吊在上部穩定岩層上，以增強較弱岩層穩定性。
錨杆支護原理：1、懸吊作用，此理論認為將較軟弱岩層懸吊在上部穩定岩層上，以增強較弱岩層穩定性。2、組合樑作用，此理論認為一方面錨杆的錨固力增加了各岩層的接觸壓力，避免各岩層見出現離層現象，另一方面增加了岩層的抗剪強度，阻止岩層間的水平錯動。
3、組合拱理論、此理論認為在彈性體上安裝具有預應力的錨杆，能形成以錨頭和緊固端為頂點的錐形壓縮區，形成擠壓加固拱。4、最大水平應力理論、此理論認為，礦井岩層的水平應力通常大於垂直應力，水平應力具有明顯的方向性，最大水平應力一般為最小水平應力的1.5~2.
5倍，因此錨杆錨杆起到約束離層和抑制岩層膨脹的作用。
2、爆破三區：炸藥在鑽孔內**，瞬間釋放出巨大能量強烈地衝擊周圍的岩石，在巖體中形成以藥包為中心的由近及遠的不同破壞區域，分別稱為粉碎區、裂隙區和震動區。
壓縮粉碎區compressed；crushed zone
當炸藥**後，形成每秒數千米速度的衝擊波，伴之以高壓氣體在微秒量級的瞬時內作用在緊靠藥包的巖壁上，致使近區的堅固岩石被擊碎成為微小的粉粒把原來的藥室擴大成空腔，稱為粉碎區；如果所爆破的岩石為塑性岩石，則近區岩石被壓縮成堅固的硬殼空腔，稱為壓縮區。
破裂區crack zone
又稱裂隙區。炸藥在巖體中**後，強烈的衝擊波和高溫、高壓爆轟產物將爆源近區岩石破碎成粉碎區(或壓縮區)後，衝擊波衰減為應力波。應力波雖然沒有衝擊波強烈，剩餘爆轟產物的壓力和溫度也已降低，但是，它們仍有很大的能量，將爆破中區的岩石破壞，形成破裂區。
振動區viberation zone
炸藥**所產生的能量在壓碎區和裂隙區內消耗了很多。在裂隙區以外的介質中不再對介質產生破壞作用，而只能使介質質點發生彈性振動，直到彈性振動波的能量完全被介質吸收為止。該作用區的範圍比前兩個大得多，稱為振動區。
爆破的外部作用blasting action in rock near the free face
在最小抵抗線的方向上，岩石與另一種介質(空氣或水)相接觸，當最小抵抗線w小於臨界抵抗線耽時，炸藥**盾除發生內部作用外，自由面附近也發生破壞。這種引起自由面附近岩石破壞的作用稱為爆破的外部作用。
3、礦壓三帶理論：一般是採場上方，分 垮落帶、裂隙帶又稱斷裂帶、彎曲下沉帶。
四區、三帶的規律和特點，影響三帶高度的主要因素。
四區（1）充分採動區：位於採空區中部上方，該區內的岩層垮落與沉降已趨於停止，但範圍仍隨開採範圍擴大而不斷擴大；岩層平行於其原始層位；移動向量達到最大程度。（2）頂底板壓縮區：
受支撐壓力作用而形成的；該區中頂板岩層距地表越近，下沉值越大。（3）最大彎曲區：此範圍岩層向下彎曲的程度最大；岩層層面上將出現較多的拉伸裂隙，甚至使整層岩層斷裂。
（4）底板隆起區：由於卸壓及水平方向的壓縮，底板出現均勻隆起區和不均勻隆起區。
三帶（1）垮落帶：由採礦引起的上覆岩層破壞並向採空區垮落的岩層。特點：
分為規則垮落帶和不規則垮落帶；岩石的碎脹性使垮落帶岩石的體積明顯增大；高度取決於採出厚度、上覆岩層的巖性、碎脹係數和煤層傾角。（2）斷裂帶：垮落帶上方的岩層產生斷裂和裂縫，但仍保持其原有層狀的岩層。
特點：岩層層面上出現垂直於層面的拉伸裂隙；各岩層之間產生平行於層面的離層；岩層一般都能導水；斷裂帶隨開採空間擴大而向上發展，達到最大，繼續擴大時，高度又隨之降低；重複開採時，高度上升幅度減小。（3）彎曲帶：
斷裂帶上界至地表的岩層。特點：具有隔水性；保持整體性和層狀結構，很少存在離層裂隙；採深較大時，彎曲帶高度可能遠大於垮落帶和斷裂帶高度之和；地表下沉盆地邊緣往往要出現張裂隙。
影響三帶高度的因素：（1）頂板巖性；（2）煤層傾角；（3）採高及厚煤層分層次數；（4）採空區範圍大小；（5）採空區處理方法。
4、岩石鬆動圈理論：硐室或地下空間開挖引起周圍應力集中所導致的圍巖破壞、鬆動、弱化或塑性變形的範圍。
「新奧法」理論有一個先天缺陷：圍巖的彈塑性假設，將彈塑性變形作為支護的主要物件，這與實踐嚴重不符；而鬆動圈理論完全是實踐的總結，據鐵科院的研究，鬆動圈以外是壓密圈，正是這個壓密圈承受圍巖應力，所以，支護只解決鬆動圈帶來的荷載。
董方庭（中礦教授，鬆動圈理論提出人）關於圍巖鬆動圈理論的自述
客觀的事物客觀地存在著，發現它卻往往是偶然的。在2023年，最初我只是對錨杆的作用機理感興趣，我的第一個意識就是圍巖的狀態決定錨杆的作用機理。當時超聲波測試剛剛在煤炭系統中應用。
在這一觀點的驅使下我在淮北礦務局朱仙莊礦進行了大量的超聲波測試。這些資料清楚地告訴我，圍巖存在著一個聲波速度降低區，其規律性很強。從聲測的機理分析這是一個圍巖破碎區，這就是大量巷道開鑿後的圍巖狀態。
這一測試結果將我從原來的興趣上引開，我提出了幾個問題：
（1）這一狀態產生的原因；
（2）這一狀態與當時流行的支護理論有什麼不同。
初步推論，這一狀態的產生是圍巖應力作用的結果，巷道開鑿後，圍巖原巖應力會發生變化，圍巖應力以集中應力的方式在圍巖中重新分配， 圍巖從三向應力的強度降低到二嚮應力的強度。這兩種變化使圍巖發生了超過圍巖極限強度的破裂變化，即後來我稱之為的圍巖鬆動圈。開巷後圍巖狀態被確定，產生這一狀態的原因被初步確定，我們的目標改為研究支護荷載問題，即支護理論問題。
支護荷裁決定於圍巖狀態：鬆散介質理論認為冒落拱內岩石重量是支護的外荷載；彈塑性理論認為控制彈塑性變形為支護的荷載，或者破碎區的岩石重量為支護的荷載；而鬆動圈理論認為圍巖鬆動圈產生過程中岩石的碎脹力(碎脹變形)為支護的荷載。
為了回到原先的研究目標，對錨杆的作用機理我們初步認為：無鬆動圈時錨杆無支護作用；中等鬆動圈時錨杆起懸吊作用；大鬆動圈時錨杆為組合拱作用。當時就在朱仙莊礦井進行了試驗，並寫出了兩篇**，其中一篇還在煤礦基建系統在杭州召開的學術會議上宣讀，2023年獲淮北市科技進步獎。
1982～2023年我們有機會與徐州地區的王莊礦合作，經過對該礦鬆動圈的測試，確定其中一部分巷道不用錨杆，確定一部分運輸大巷的鬆動圈值為0.7m，使用長度為1.1m的錨杆。
這在當時是我所知道的最短的錨杆(原支護用錨杆為1.8m)。2023年由江蘇省煤炭系統組織召開了鑑定會。
事隔將近10年，該礦已大面積應用這項技術，這是鬆動圈支護理論首次完整的應用。它在技術上的最大特點是可用理論的方法確定錨杆的支護引數。此理論發展到目前，已經初步確定了自己的支護觀點、分類方法和錨杆支護機理。
2023年淮北礦務局石臺礦第二水平井底車場開拓工程被大量破壞，只有u型鋼支護可以維護，其鬆動圈值大都是1.7m左右，我們確定採用有效長度1.5m的錨杆用組合拱理論進行支護，取得了成功，其成本降低了一半左右。
組合拱理論是國外的模型研究資料，是我們首先將這一理論應用到工業試驗，取得了成功，我們的成果是測到了破裂岩石錨固體強度。
2023年研究生閆鳳山在洛陽89002研究所的相似模擬試驗檯上完成了重要試驗。他在真三軸試驗檯上演示了圍巖應力和圍巖鬆動圈的發展過程，並且做出了錨杆的組合拱作用。這就在理論上證明了圍巖鬆動圈理論，即開巷後圍巖的彈塑性變形遠遠小於其岩石破裂時所產生的碎脹變形。
意外的是，在做了理論分析後，發現在試驗條件下，巷道跨度、支護的強度對圍巖鬆動圈值的影響較小。後來宋巨集偉教授在不同實驗臺上的大量實驗結果也證明，當跨度在3～7m範圍內，它們的顯著性很小。這樣鬆動圈支護理論就給學術界提出了幾個有趣的問題，也給這個理論的分類方法提供了充分的條件。
因為如果巷道支護型別及強度在多數條件下部對鬆動圈值影響較大，則現用的圍巖鬆動圈分類方法將失去應用基礎。在這個試驗的基礎上我們的圍巖分類方法於2023年在《建井技術》上正式發表了。實際上
這一分類思想和具體內容在20世紀80年代初已經在我們的工業實驗中應用了。
鬆動圈支護理論的產生有一個過程，2023年到2023年，巷道圍巖鬆動圈支護理論、分類方法和錨噴支護機理三個有機的部分初步建立起來，用三句話可以概括：
（1）支護的主要物件(荷載)是圍巖鬆動圈形成過程中的碎脹力；
（2）鬆動圈是地應力與圍巖強度的函式，它是一個綜合指標，其值越大支護越因難，達到1.5m時即為軟巖支護技術；
（3）根據圍巖的狀態、圍巖鬆動圈的大小確定錨杆支護機理。
對這一理論的產生，爭論點有二：
第一，現有支護方法在開始能否提供足夠的支護力使圍巖不進入破裂狀態。
我們認為所有的支護不能及時進行，在圍巖的彈塑性變形後才能施工。支護都與圍巖有一個不密實的空間，支護力是從極小的值開始，圍巖大變形後才能達到設計強度。因此，現有支護(超前支護例外，包括錨杆支護)沒有能力阻止鬆動圈的產生和發展；
第二，鬆動圈產生了，圍巖的彈塑性變形、圍巖的碎脹變形、圍巖破碎帶內岩石重量，它們誰是支護的主要物件。
鬆動圈理論認為碎脹變形(力)遠遠大於其他兩個荷載。
2023年以後，我們進行了大面積推廣和繼續完善理論和技術工作，先後與數十個礦務局合作，在不同的地層和工程中實驗推廣這一理論和方法。其中，雞西礦務局的109m2大斷面硐室，平頂山、淮南的軟巖支護，開灤礦務局的1160m的深井支護，兗州南屯礦、潞安王莊礦和漳村礦的放頂煤順槽錨杆支護等都取得了成功，並且獲得了突出的技術經濟效益。在此期間唯一的一次失敗，是由於設計錯誤，發生在淮南礦務局的謝橋礦東風井。
與此同時，山東礦業學院、西安礦業學院、黑龍江礦業學院的教師們，分別在他們的工作中推廣。其中，遼源礦務局梅河礦在該局池祥赫副總工程師的帶動下，一舉使一個虧損的礦井年盈利2千萬元左右。平頂山礦務局也已在全域性推廣。
這一理論經過20餘年的發展，仍然有一些重要的問題待解決：在理論方面，各種岩石的碎脹力定量問題。這個問題的解決之日也是地下工程支護設計徹底擺脫經驗方法之時，它的解決就是支護荷載定量問題的解決；在分類方法方面，簡便、快速的測試手段需改進，軟弱岩石的鬆動圈準確測定方法需研究；在錨杆支護技術方面，破裂岩石錨固體強度問題、組合拱的強度問題、組合拱的預留量問題等。
還有我們未能預見到的理論和技術問題以及外荷載定量問題的解決，將使地下工程的支護設計完全可以使用理論的方法來解決。
岩土工程學科有三大部分：岩石性質、支護理論和支護技術。目前受彈塑性支護理論的影響，岩石極限強度以前的本構關係研究比較完善。
而鬆動圈支護理論更看重岩石峰值後的本構關係，目前這一部分的研究工作非常薄弱。相應的支護技術，特別是錨杆支護理論和技術將用鬆動圈理論來分析問題和解決問題。因此，可以預見，隨著這一理論的完善和發展，將從基礎上影響岩土工程學科，特別是深部地下工程部分。
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