随着我国煤炭开采总体布局的调整,西部煤炭资源的开发已上升为国家能源战略任务。但是受成岩年代及地质环境等多因素影响,西部矿井在开采过程中经常会遇到弱胶结软岩,弱胶结软岩巷道围岩具有自承载能力差、自稳时间长、易变性、流变性等明显特征,采用传统巷道施工工艺已然无法保障巷道的正常使用,因此有针对性的开展弱胶结软岩井巷工程施工工艺技术研究,对于西部地区深部煤炭资源安全开采具有十分重要的意义。本论文以宁夏煤业集团麦垛山煤矿辅助水平车场工程为背景,通过理论分析、工程类比并结合现场实践经验,对弱胶结软岩巷道支护方案进行研究。得到以下有益的结论:(1)分析了麦垛山煤矿地质力学条件,得到该矿岩石的主要矿物成分有煤、灰色粉砂岩、浅灰色粉砂岩、灰白色粉砂岩、灰黑色粉砂岩和细砂岩。其中粉砂岩较为坚硬,细砂岩为软岩,其中粉砂岩中粘土矿物含量约为56.3%,细砂岩中的石英和长石含量约为68.1%,致使岩石的吸水性强。通过单轴抗压、抗拉及三轴压缩试验,得到麦垛山煤矿各类岩石的泊松比、弹性模量、粘聚力、内摩擦角、剪胀角、单轴抗压、抗拉强度等相关参数,并发现屈服后的岩石强度均大幅度降低。最后测得麦垛山煤矿围岩的最大水平主应力为26.2Mpa,最小水平主应力为10.2Mpa,垂直应力为13.7Mpa。在实际生产过程中发现,当变形不明显时,部分围岩会突然开裂、片帮甚至冒落,同时围岩的抗风化能力较弱;(2)设计了麦垛山煤矿弱胶结软岩巷道支护方案,确定巷道断面形式为拱顶、直墙、圆弧帮脚、反底拱顺滑连接的类型,其净宽×净高=5400mm×4300mm。支护形式采用锚网喷+钢管混凝土支架联合支护,锚杆为φ20mm×2200mm的螺纹钢锚杆,间排距700mm×700mm,锚杆托板为Q235钢,尺寸为150mm×150mm×10mm,金属网采用φ6.5mm钢筋加工而成,网孔规格100mm×100mm,喷射混凝土标号C30。巷道顶部为单根钢绞线锚索,锚具型号为OOM15-1,采用树脂药卷锚固,每根锚索安装时端头树脂药卷的用量4个,锚孔深度7m,孔径32mm,锚索长度7.2m。托盘尺寸Φ300mm×20mm,间排距1400mm×1400mm。两帮为长锚索束,三根钢绞线,锚具型号为OOM15-3,使用水泥砂浆锚固。锚孔深度20m,孔径90mm。锚索束总长21m,孔外露出长度1m。垫板尺寸Φ300mm×20mm。钢管混凝土支架钢管型号为Φ194×8mm钢管,排距800mm。竖向钢筋型号Φ22mm,竖向粗筋分四段,曲率随各段支架钢管。两帮段钢筋长度与支架两帮段钢管长度一致,顶弧段钢筋长度与支架顶弧段钢管长度一致。混凝土碹体采用C30混凝土进行喷碹,碹体总厚度400mm。其中支架壁后156mm,支架间194mm,支架内侧50mm。地坪以下碹体必须浇注施工,充填后振捣。地坪以上实施混凝土喷碹;(3)在麦垛山煤矿辅助水平车场巷道进行了工业性试验,并对支护效果进行监测,测得其表面位移自监测开始后就趋于稳定,且位移量较小,在允许范围内。通过压力盒、锚杆测力计、锚索测力计测得巷道周边混凝土碹所受压力量值不大,最大仅为17k N。还测得锚杆、锚索受力较为稳定,且受力较小,分别为47KN和43KN。辅助水平车场巷道施工完成近九个月之后,发现巷道底板无隆起变形发生,反底拱的支护效果良好。顶板及两帮表面十分光滑,没有表征巷道变形破坏的裂隙、变形出现,巷道支护效果良好,十分稳定,说明支护方案具有一定的可靠性。该论文有图35幅,表21个,参考文献71篇。