深井高应力软岩回采巷道支护对策

黄帅

摘要：随着经济的快速发展以及对于煤矿资源需求的不断扩大，我国的浅层煤矿资源已经变得越来越少。为了更好地开发和利用煤炭资源，目前煤矿开挖的深度也在不断增加，这也是适应当前煤炭需求的必然选择，但是也产生了一些次生害的问题，例如形成了具有特殊性的深井的高应力软岩。针对高应力软岩的特殊性，文章探讨了切实有效的支护形式和方案，以保证支护工程和深部采矿工程的顺利进行。

关键词：深井；高应力软岩；巷道支护；深部采矿；锚杆支护

中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）19-0108-02

新时期新形势下的采矿深度在逐年增加，深部采矿也逐渐成为了未来采矿行业的一个新的发展方向。目前很多的发达国家也已进入了煤矿深部开采阶段，因此对于深井高应力软岩的防护具有丰富的实践经验，同时也在深部找矿方面取得了较为良好的发展成果，尽管如此，目前对于深井高应力软岩工程的支护方面还存在很多的问题，通常情况下我们还应该根据实际情况采取切实有效的支护对策和方案。为了更好地了解深井高应力软岩回采巷道支护，本文从某深井矿的基本地质环境出发，对其巷道支护过程中的问题进行了简单的分析，最后提出了相对应的支护对策，希望给读者一定的启示。

1 某矿的地质环境特征分析

（1）开采深度比较大，应力比较高。通过整理该煤矿的相关资料显示，某矿的巷道深度在680～720m之间，因此随着煤矿深度的不断增加，矿井的应力也在不断增加，其受到的综合因素的影响程度也在不断增加，而也正是由于高应力的存在。矿井的环境应力也在不断地增加。

（2）岩层软弱破碎。从该煤矿的地质结构来看，该煤矿的构造整体上是呈NE方向倾斜的，矿井周围的岩层主要是以断层结构存在，同时很多岩层地区的褶皱发育，具有很好的成矿条件。同时受到地区的构造的影响使得煤矿岩层是呈现一定的角度进行分布的，这也使得煤矿具有一定的倾斜性，矿井的巷道支护也应该按照这个倾斜方向进行。

（3）煤矿瓦斯含量较大。通过综合勘探和相关的煤矿资料显示，煤层的内部含有大量的瓦斯，也正是由于大量瓦斯的存在，对于巷道开挖和支护过程提出了更高的要求。为了保证安全，防止出现瓦斯事故，在开挖的过程中，应做好瓦斯的抽取释放工作，但这同时也对煤层的稳定性造成了影响，不利于后期的巷道工程和支护工程。

（4）矿井的巷道呈不对称性分布。在实际的巷道开挖过程中，该煤矿的巷道采用的是梯形断面，净宽4.0m，中高为2.6m，这是矿井的岩层的不对称性直接造成了，但是采用梯形断面有一个缺点那就是对于高帮煤柱是不利的。

2 深井高应力软岩回采巷道支护存在的问题分析

（1）煤矿的巷道支护方式采用的是一种比较常规性的锚杆支护形式，并没有一定的加固处理，因此通过这种支护方式所形成的巷道围岩本身的承受的能力就不足，负载的承受厚度不够，一旦出现地质条件的变化或是围岩的变动，都会给围岩造成足够大的压力，直接带来了巨大的安全隐患。

（2）当煤矿的支护采用工字型进行支护施工时，在初期的建设过程中，刚开始的时候支架所承受的压力是非常有限的，同时它对于巷道围岩的约束能力也非常的有限，这就使得部分的变形是无法承受的，特别是在建设后期，围岩压力更大，支架往往也会由于不能承受住巨大的压力而出现下沉、变形等现象，不仅使得原来的支护结构失去效果，同时给工程的进行带来了阻碍，给巷道的通风、运输、安全等带来挑战。

（3）随着巷道深度的不断增加，高应力的产生和增加已经成为了一个重要现象，因此对于深井高应力软岩的薄弱部位来说，会发生很大程度的变形或是出现破碎现象，在受到其他的综合性因素的影响之后，还会进一步扩散形成所谓的破坏区，使得围岩的承重受到威胁。

3 深井高应力软岩回采巷道支护对策

（1）强化锚杆支护系统，选择合理的锚杆支护形式。长时间的支护实践表明，选择高强度、高初锚力、高阻特性的锚杆系统，加强网梁带的强度和刚度，以增强围岩表面约束能力，限制围岩变形破坏破碎区向纵深发展，这是进行深井高应力巷道支护需要解决的首要问题，也是支护的前提和基础。

（2）锚固剂选用高性能树脂药卷，采用全长或加长锚固方式，实现深部高应力软岩回采巷道厚壁支护。其主要体现在以下三个方面：一是要尽量采用全长锚固全螺纹钢等强锚杆进行加固，这样不仅可以增加围岩自承圈的厚度，实现了厚壁支护，同时也增加了支护的安全性和使用价值；二是要进行锚索加固，由于锚索长度较大，能够深入到深部较稳定的岩层中，锚索对被加固岩体施加的预紧力高达200kN，限制围岩有害变形的发展，改善了围岩的受力状态，增加围岩自承圈厚度，实现厚壁支护；三是改变支护结构，在巷道的两底脚增加斜拉锚杆起到加固的作用。

（3）减少围岩的破坏，增大围岩的强度，提高围岩自承能力。巷道帮由于煤体松软，应采取良好的护帮金属格网里加铺塑料网，一方面可以防治片帮，保证锚杆的作用充分发挥，另一方面服务周期加长。

（4）在构造段适当调整支护参数，加补锚索增强支护强度。

（5）受煤层倾角影响，当巷道两帮的高差超过700mm时，巷道顶板锚杆应根据顶板的斜长适当增加锚杆根数，巷道两帮锚杆应采用不对称布置，较高的一帮应提高支护等级。

（6）实施动态设计和动态施工，遵循设计、实施、监测、反馈、改进、总结完善的程序，合理调整设计参数并指导施工。

4 结语

从该深井矿的实际支护效果来看，巷道支护的影响因素是来自多个方面的，外部因素以及支护方案和支护措施的落实情况等都会对软岩回采巷道的支护效果产生影响。一般情况下，高应力的软岩巷道具有显著的特性，尤其表现在巷道的变形破坏方面，比如巷道周围的围岩的变形量大、发生变形的概率大等。为了更好地保证深井矿的安全稳定性，我们必须做好软岩回采巷道的支护工作，在综合分析了煤矿实际地质环境后，要制定切实合理的深井高应力的软岩支护技术方案，采用可行的支护技术进行，进而保证支护工程和深部采矿工程的顺利进行。

参考文献

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