岩巷支护破坏形态分析及其策略研究

邹德亮 崔韶阳 李昌秋

摘 要：煤矿实际建设过程中，岩巷支护在巷道工程中占有核心地位。随着锚、网、喷支护技术的日渐成熟和快速发展，在岩巷支护掘进建设中发挥着重要的作用。笔者根据自己的经验，首先概述了岩巷支护，其次，对岩巷支护破坏形态进行了一番分析，最后，制定了相应的措施。

关键词：岩巷支护 破坏形态 策略

中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（a）-0089-01

由于锚、网、喷支护技术具有较强的适应性，支护及时、施工操作简便、支护强度高、柔性好等诸多的优势特征，所以，其目前已在煤矿建设中得到了普遍的使用，十分有利于煤矿提升自身快掘水平，平衡采掘关系。本文主要对岩巷支护破坏形态进行了分析，并制定了有效的策略予以解决。

1 岩巷支护概述

岩巷支护主要从之前的料石、混凝土砌碹支护逐渐的变为了现在的锚喷支护、锚网喷支护，支护强度有了很大的提升，巷掘速度有了增强。锚喷支护工艺具体是：当岩石暴露后，应先对顶板拱基线以上基本成型的巷道进行砂浆的初喷，厚度大概在10～20 mm，护顶进行临时支护，再打锚杆挂金属网喷浆做二次支护，以确保成巷成为一个永久的巷道。对于已破碎的岩体，应进行U型钢支护的架设，对围岩予以良好的支撑，从而使抗围岩压力的能力进一步提升。

锚杆支护参数不是固定的，其会在实践中不断的发生着变化，锚杆长度会从之前的1.5 m变为1.8 m。锚杆材料变为了锚固力强的树脂锚杆。锚杆支护规格变成了0.7×0.7 m，使得锚杆支护所构成的组合拱厚度与强度有了很好的增加。

2 岩巷支护破坏形态分析

锚、网、喷支护巷道共有以下几种破坏形态。

2.1 剪切破坏

在巷道的拱基中时有发生；由于地层各向异性，当原始应力进行重新分布并逐渐的趋于平衡时，致使开挖后的巷道支護所有部位存在着不均衡的受力情况。而因岩层松动、自重以及岩层倾角关系，其使得支护体实际受力过程中，不穿过拱圆心，同时也不垂直于围岩层理面。

2.2 拉伸破坏

发生部位是在巷道的直墙正顶和下帮肩窝处；当巷道开挖完成后，若因地质因素使得某一方向上的主压力有了增加，比如水平或者垂直方向主压力，那么，就会有破坏现象的发生。

2.3 单项受压破坏

发生部位是在上帮直墙上部；若巷道垂直压力不断增大，不仅会导致顶部发生拉伸破坏，而且还会造成直墙、供肩位置处存在单向受压破坏情况，致使喷体片出现脱落和压碎现象。

2.4 收缩变形破坏

发生部位是在巷道的弱面位置处；实际所喷射的混凝土无论是凝固还是粘结等过程，其本身会出现收缩现象。因加入进了速凝剂，使得混凝土的凝固时间发生了变化，原先是几个小时，现在是几十分钟。并且，其的收缩变形强度一定程度上也会有进一步的增大。喷射结束后尤其是喷射后两小时内，倘若未对喷体进行及时有效的养护，那么，喷体内部就会有收缩拉伸应力情况的出现。此外，若喷体材料配比不具科学合理性、所掺的料不够均匀，会导致喷体含砂夹层，进而变成弱面。

2.5 墙失脚、喷体拆损

发生部位是在两帮，特别在下帮直墙中尤为突出；因施工过程中，采用浮矸未清理干净两墙体，再或者是回弹料对底角进行了覆盖，致使直墙两底难以做好相应的支护与封闭工作，造成围岩受潮、风化，出现了松动、膨胀现象。从而把直墙挤进了巷道之中，折断了喷体自墙中、墙拱结合部，出现大范围的脱落。

2.6 其他

锚杆固力降低、出现拉断和底鼓等情况；如果地压较大，岩层碰到水就会出现膨胀，且围岩无法有效封闭，巷道难以实现全断面支护，将会有底鼓破坏现象的发生。此外，锚杆安装不达标、锚固力与要求不相符等现象，都会造成锚杆失效。

3 措施

3.1 掌握与了解围岩性质，科学布置巷道

在对巷道破坏形态进行一番分析后得出，它的最为关键的破坏形态如受压、剪切及拉伸破坏均和围岩角、性质稳定性原因而导致的支护体受力不均衡有着极为密切的关系。要想有效解决这一现象，在布置巷道时，应对具体位置处的围岩的稳定性、岩石的坚硬度、岩层的均质性加以充分考虑。

3.2 支护方式与支护参数的选择应科学合理

首先是支护方式的选择；一条巷道的支护方式会和巷道位置处的围岩性质、巷道实际用途、使用年限、施工工艺、施工所使用的设备间有着紧密的关系。所以，在选择支护方式过程中，必须对这些因素加以充分全面的考虑。同时，锚喷支护方式的选择；巷道支护方式实际中和围岩稳定性、松动范围、围岩坚硬度间有着密切的关系，在选择支护方式时，不仅要严格参照理论依据，还应通过工程类比法，以围岩性质、实际用途、使用年限基本相同为前提，选择具有较高支护效果的巷道支护方式。

其次是支护参数的选择；主要以杆体安装方向相同或者岩体位移方向垂直为基础承受拉力与剪力，通过杆体具有的抗拉强度和抗剪强度对围岩加以控制，避免其位移，确保围岩受力保持在良好状态下，防止支护破坏的发生。

3.3 施工工艺

（1）为了将喷体具有的柔性作用全面的发挥，支护实际喷射过程中应保证初喷与复喷厚度，并且对这两者间的间隔时间予以适当控制。（2）增强光面爆破质量，确保光面爆破效果，以使巷道成形好，防止巷道超挖情况的发生，这样，喷体就不会有弱面的发生，喷体的支护强度和整体性才会不断提升。（3）对于一些特殊地段，应以双层锚、网、喷结构为主适当的做二次支护。（4）如实际中存在破碎带、软稳定性差的围岩，要以锚、网、喷支护为前提，使用U型钢棚，砌柔性外衬石碹和离壁骨架实施复合支护。

4 结论

综上所述可知，实际中，应对岩巷支护的各类破坏形态加以全面的分析，结合实际情况，找出具体原因，制定高效完善的应对措施，将问题抵制在萌芽之中。

参考文献

[1] 黄润秋，黄达.卸荷条件下岩石变形特征及本构模型研究[J].地球科学进展，2008（5）.

[2] 朱德康，左宇军，陈春春.有分区破裂化倾向的深部巷道围岩支护分析[J].有色金属：矿山部分，2012（2）.

[3] 张有为.软岩巷道围岩变形规律及支护技术研究[J].现代企业教育，2010（2）.

[4] 吴永，何思明，李新坡.预应力锚杆作用机制的进一步分析[J].四川建筑科学研究，2010（1）.

[5] 宁建民.华丰矿支护新技术安全高效[N].经理日报，2007年.