，必须解决软岩稳定性难题，形成个更有效的软岩优化工程系统。

本文简要介绍了基于工程实践中的软岩优化程序。

前言在世界各地有不少软岩工程问题，涉及矿山，公路，铁路，桥梁，隧道，建筑等。

因为软岩体积膨胀，失去稳定性而引发的工程等方面的损失已经发生，这是个岩石力学领域直重视的问题。

年代以来，各个国家在软岩工程领域投入了大量的研究和实践，但主要精力都集中在设计和加固支撑结构，测量和分析岩石的物理力学性能指标，工程施工方法与岩石结构关系等方面。

在已经发现的软岩工程问题中，涉及到复杂的系统工程包括软岩系统分类，软岩工程设计与施工。

只有考虑到整体系统的优化，才能取得更好的解决办法。

个优化的方式，可以降低工程成本，提高工程稳定性，以实现工程目标。

软岩力学性质及相关工程软岩是个不平衡的连续介质。

其强度低，单轴抗压强度通常低于。

有些软岩湿度增加时体积扩大。

在些软岩中裂缝较发育，导致岩石体积膨胀，发生大变形和蠕变。

许多软岩是由两种或多种不同岩性岩石组成的复合型软岩，可依据岩石性能划分等级。

由于软岩强度低，应力场灵敏度高，矿物质遇水膨胀后，软岩体积扩大，能迅速产生大的收敛变形和时效变形，导致围岩的破害。

从软岩的力学性能来看，用数学公式精确描述其众多性能参数的变化规律，是软岩工程技术上的极大的挑战。

软岩工程及其优化在软岩中进行施工，能促使岩体产生大变形，维修的工程也很困难。

此外，岩石体积膨胀，往往造成岩体支撑结构损坏，围岩丧失稳定性。

如果采用强力支撑，以控制变形的围岩，将增加建造时间，提高工程成本，有时支撑系统本身已经得到修复，而形成重复支撑。

为了简化施工，降低成本，从而获得最大效益，必须全面地有系统地进行优化。

在软岩工程的设计与施工中必须了解软岩的物理和力学性能，及围岩应力场，水文地质与工程地质条件。

工程设计方案是根据相邻或相近岩石力学数据与实践相结合，整合多种因素，产生的个整体的构想。

正确的软岩工程系统建立在实践中掌握的各种因素之上。

设计流程如图。

图软岩工程系统软岩优化工程是通过支护结构改变围岩性质，使工程趋于稳定。

其关键技术，是避免高应力场和提高围岩的支撑能力。

可行的措施如下减少外部荷载优化工程的结构大小和形状，加强工程平面和立体布置选择具有更好结构和方向的地层，等，如图。

图优化原理根据上述思路，以个在软岩地质条件下的生产煤矿为例。

对矿井进行发展系统的综合优化，应考虑相关的因素实际情况最佳的开发和生产计划消除不利因素用简单的方法处理软岩问题。

设计第部分的优化包括选择矿山开拓方式划分开采水平并确定主要运输系统的位置。

对比第二招则是将石门置于良好的地层。

如果我们把它放置于单轴抗压强度为灰色砂质泥岩中，以正常的施工方式建设，并用花岗石做支护，将有利于维护。

矿井经过优化建设，维修后的石门处于个较好的状态，巷道的服务率已提高至，即比优化前增加了以上。

矿井的运输和通风状况也都有了改进，煤矿生产进行正常。

矿井的煤炭产量已超过设计能力，亏损状况已得到扭转，煤矿已转变为赢利性企业。

结论煤矿开采中的软岩工程，涉及很多复杂的因素。

完全采用定量手段，解决不了的问题，大部分的依靠工程现场实测后的反馈。

上述两个煤矿的例子，描述了将系统分解为个体组成，个体优化后，合成为整体优化，取得了良好的实践成果。

事实上，该技术的实际运用过程中，如使巷道平行与最高水平主应力及避免复杂的巷道硐室的开凿，这涉及到改变煤矿的战略布局，采取相应措施来解决软岩工程问题。

如果这种措施，能结合具体的情况作出相应的变化，可以实现软岩工程的优化。

同样重要的是合理的安排巷道和硐室的位置，设法减少工程之间造成的相互干扰。

水平主应力的开口垂直方向应避开运输路线。

回采巷道的布置应减少开采引起的移动荷载所造成的支持结构的损伤。

进步优化因涉及到线路的几何形状尺寸大小支承结构及施工工艺和方法。

最后，通过测量和施工监控，及时反馈信息，确保工程按预定的计划进行，如果有任何偏差，可及时采取纠正措施。

系统显示如图。

图软岩中的煤炭开采系统优化工程实例中国右江五号煤矿煤矿坐落于广西壮族自治区百色煤田东部。

属于三叠纪。

矿区位于南向斜盆地的边缘。

有层煤各煤层平均厚度米煤层顶底板均为泥岩，其颜色是灰色，灰白色，绿等。

岩石中混合蒙脱石和伊利石，蒙脱石占，伊利石占。

岩石的单轴抗压强度是，平均为。

岩石裂隙较发育，且不分布规则，。

岩心质量指标是。

大部分的裂缝之间无胶结物填充。

围岩受流水侵蚀，强度降低，完全破碎。

煤田走向延伸，倾角煤层是，矿区走向长公里的，倾向约公里，面积为平方公里，可采储量是吨。

在相邻四号矿井，最大主应力为北北东南南西，大致沿煤层的倾斜方向。

巷道垂直于这个方向的收敛值毫米，巷道支护破坏程度是。

巷道平行于最大主应力的收敛值为毫米，支护损坏程度是，煤矿平均支护损坏程度为。

在矿井的设计中，考虑对斜井开拓。

水平轴顶部是米，主要开采水平设在米。

走向长壁上下山开采，如图。

图右江五号煤矿发展计划第优化措施是为了削弱巷道所受到的围岩应力应变的影响。

巷道尽可能平行与最大主应力即大致沿倾斜方向，减少夹角。

走向长壁开采改为倾斜长壁开采，煤矿开采是使用下山开采，主采水平提高了米，少掘巷道米，减少了掘进费用，以及设施费用，节省万美元。

新系统是见图。

图系统优化后右江号煤矿发展计划第二项优化措施，改变井底硐室布局方式，尽量作到简洁，硐室的开口应平行于最大主应力方向。

最初设计总长度是米，其中垂直于最大主应力。

修改后的巷道总长度是米，即减少了米，只有的巷道垂直于主水平应力，巷道容易维护。

如图，如图。

图右江第矿井井底车场的初步设计图优化后右江第矿井井底车场第三优化措施是采用圆拱形状井筒断面，以减少应力集中。

井筒开凿后，为了提高围岩本身的支撑能力，采用锚杆及时支护。

考虑围岩的膨胀性，喷射混凝土并不适合。

二次支护采用浇注混凝土。

混凝土和围岩之间采用石灰粉混合砂土填充。

这就产生了分散压力的效果，围岩变形时起到缓冲作用，同时，它抑制软岩吸水膨胀。

计划见图。

图右江号煤矿主要巷道支撑结构的优化设计第四优化措施，是为了简化井下硐室布置，以缩短线路比如，为了减少硐室产生的应力集中，水泵房及变电所，可以从三个减少到个，巷道交叉口的连接数，可以从个下降到个。

第五优化措施，是按照巷道通过的不同地层的岩性，在通过困难地区改变巷道断面形状改成个结构简单的半圆拱形或另种结构简单的马蹄型拱，可以减少巷道周围岩体相对折断，从而节省对支撑设备的投资，。

在硐室及巷道，应实施防水及排水措施，严格禁止硐室以及巷道底部集水，因为它可能导致底部岩石膨胀变形。

当确定开凿的施工顺序后，必须考虑保留有足够的岩柱不得采用的短挖短建的施工方法，以避免相互作用。

通过优化设计，已建成的巷道中可较好的使用，其中以上的巷道使用期大于相邻四号矿井。

减少了巷道长度，节省，。

此外，矿井投产前巷道维修费用节省了，元，所以节约成本总计，。

煤矿投入生产后，当年达产，加上节省下来的巷道生产期间维修费用，共有。

中国稔子坪煤矿煤矿位于广西壮族自治区钦州南部，它属于第三纪向斜盆地构造。

含两个煤层，其主要煤层厚度为米。

煤层的顶底板为砂泥质岩，其颜色是灰白色，其主要矿物是石英和高岭石。

单轴抗压强度从。

岩体相对完整只有部分地区较破碎。

属于软弱围岩，软膨胀，强度较低，是易破碎。

煤田盆地附近有约公里长，公里范围的断层。

斜坡上变化较大，边角度。

煤田的底部较为平缓。

受构造应力影响，在煤田南部有个方向逆断层。

煤矿已开发并投入生产后，矿山采用上下山开采，米主运巷道沿走向延伸。

受岩石应力应力影响，许多地方的主要巷道已经破裂，支护被打破，部分已压出，巷道的可用率小于，这严重影响了煤矿的运输与通风。

在经过多年的生产，没有达到额定产量且有亏损情况发生，导致经济损失。

通过现场观察，该煤田受构造应力场影响明显，垂直应力分量造成软岩严重变形为矿井提出的技术改造措施建议如下第项措施是将增加深度的竖井，放弃沿走向布置的主要巷道，采用平行向斜盆地短轴的巷道，其主要受横向压力。

采煤工作面，可以布置在巷道之上。

巷道经受的岩石压力很小，且巷道易于维护，如图。

图煤矿布局优化前后，，