煤矿软岩巷道支护技术的研究及发展

马文超

摘 要：随着我国经济的快速发展，对于煤炭资源的需求也在不断增加，因此采矿行业也进入到了一个高速发展的时期。然而随着煤矿开挖深度的不断增加，其受到的外侧的压力以及矿井上部的压力就越大，这就需要矿井采取必要的支护措施进行防护，保证矿井的安全，很多的矿井安全事故就是由于巷道支护不到位形成的，因此在新时期、新形势下我们必须加强巷道的支护防范工作。近年来，在矿井支护方面，我国取得了很大的进展，煤矿软岩巷道支护技术也得到了不断地发展和推广，煤矿软岩巷道支护技术对于软岩防护具有重要作用。在这种背景下，对于煤矿软岩巷道支护技术的研究及发展进行研究和探讨具有重要的现实意义。

关键词：煤矿 软岩巷道 支护技术 研究 发展

中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（c）-0096-01

软岩巷道支护的质量和水平直接关系到深部矿井的安全，直接关系到矿工的生命财产安全，因此我们必须加以重视。在软岩巷道支护的过程中，由于受到矿井周围以及顶部的压力，其对于支护的要求是非常严格的，再加上多种因素的综合影响以及多种问题层出不穷，都对应支护工程的质量带来威胁，为了保证采矿工程的顺利进行，我们必须加强煤矿软岩巷道支护技术的研究与应用。本文将从软岩的基本概念和基本论述出发，在充分了解软岩的基础上再对软岩巷道变形破坏的原因以及软岩巷道支护存在的问题进行了分析和论述，最后对于当前法的软岩巷道支护技术进行了介绍，希望给读者一定的启示。

1 软岩的概念

1.1 软岩的基本概念

就目前软岩的研究现状来看，一般情况下，我们将软岩分为两大类，一种是工程软岩，一种是地质型软岩。所谓工程软岩，它是指在受到了一定的工程作用力的条件下，会发生明显的形状变化的岩体结构，这种岩体或是软岩何其自身的强度以及工程作用力的大小有着很大的关系。另外其中的地质软岩，它是一种具有显著的地质岩层特征的软岩，这种软岩的显著特性是岩体的强度比较低、容易受到风化、岩层之间的胶结效果差等等，因此它主要是和自身的性质有关，和工程的作用力无关。

1.2 软岩的特性分析

软岩的特性主要表现在两个方面：一方面主要变现为软岩的临界荷载，当软岩的临界荷载超过一定范围之后，软岩的稳定性能就会受到威胁，当超过一定的荷载值之后，软岩的岩体形状就会发生变化，并随着荷载作用力的不断增加，变化程度在不断加深；另一方面，软岩的特性还表现为它的软化临界深度，当软岩巷道的深度在合理范围之内，岩层的变化程度也会在合理范围之内，但是随着巷道深度的增加或是达到一定的深度之后，巷道周围的岩层就会明显发生形变，影响支护的效果。

2 软岩巷道的变形特点及支护存在的问题分析

2.1 软岩巷道的变形特点

煤矿开挖程度的不断加深使得巷道挖掘的深度也在不断增加，因此为了保证巷道支护的效果，巷道支护的结构也会变得更加复杂，因此巷道支护的影响因素也在不断增加，长时间的支护探讨和实践表明，影响巷道变形的因素以及特点主要表现在以下几个方面：一是软岩巷道在建设初期的时候，一般变形的速度比较快，变形的时间也比较长，因此是最需要进行支护保护的阶段；二是软岩巷道在变化的过程中，每个部位的变形量具有不可预判性不和确定性；三是由于矿井的巷道变形是具有一定的时效性的，因此锚杆的受力也是受到外界作用的影响的，因此锚杆的受力分析也是进行支护的重要环节。

2.2 软岩支护存在的问题分析

巷道支护的强度有待进一步提高.巷道的支护方案一般都是建立在科学的设计和全面的勘测基础之上的，但是在实际的支护设计中却存在着很多的缺陷，严重影响到了巷道支护的强度，这和巷道支护设计人员的素质以及巷道设计的不合理有着直接的关系。

锚杆预应力不足.锚杆支护是巷道支护的主要形式之一，也是影响支护效果的重要因素之一，作为衡量锚杆支护效果的重要参数之一的预应力对于锚杆作用起到直接的作用，巷道支护过程中，很多时候都是因为锚杆预应力不足而使得支护强度和效果不佳。因此在锚杆的设计安装过程中，应该和巷道实际相结合，准确判断预应力大小。

巷道支护工程的质量问题。由于巷道支护工程具有很多的不可控因素，因此，质量问题也是影响支护效果的重要因素，比如在施工过程中，施工人员没有按照施工规范或是施工工艺进行施工、质量检测人员工作不到位、质量控制点把控不好等等都是我们需要进行解决的问题。

3 软岩巷道支护技术

3.1 软岩巷道支护的技术关键

根据软岩的力学特点，要使软岩巷道支护取得成功要把握好三个技术关键：正确的确定软岩变形机制的复合型、将复合型有效的转化为单一性和合理的运用复合型变性力学机制的转化技术。在支护设计时不能只进行单一型的支护设计，要根据每个受力点的力学特性使用联合支护方式，设计最适合复合型变形力学特点的支护方案，确保软岩巷道支护的综合性能。

3.2 软岩巷道支护技术改进

第一，提高支护强度，锚杆支护系统一般都具有一个刚度与强度的临界值，如果低于这个临界值巷道就会开始发生不稳定的形变，使围岩遭到破坏。第二，提高锚杆的预应力，锚杆的预应力越高，支护系统越具备主动性，其支护强度也就越大，反之就会造成围岩强度降低，使得巷道变形。因此只有提高锚杆的预应力才能最大程度的发挥锚杆支护的作用。第三，扩大下扎脚，在支护设计时，可以加长锚杆底脚或者增大下扎脚来防止巷道底部的凸起现象。第四，努力使支护材料之间的匹配最优化，只有保证支护材料的参数与其部件力学性能想匹配，才能保证支护系统的正常工作，起到支护系统的预期效果。

4 结语

我国对于煤矿软岩巷道支护技术的研究由来已久，从上个世纪的六七十年代起至今，我国在煤矿软岩巷道支护技术的研究方面也已经取得了一定的研究成果，相关的理论技术也在不断的进步与发展。但是由于受到很多的相关的因素的影响，在煤矿软岩巷道支护技术的研究方面还存在很多的问题，比如巷道支护的理论以及支护设计等方面还存在一些漏洞，另外在巷道支护技术的应用程度、相关地质资料的收集、软岩的研究力度等方面还有很多提升和改善的空间。所以对于当前煤矿软岩巷道支护技术发展的过程中，我们还应该加强技术的创新与推广应用，注重理论联系实际，努力将我国的煤矿软岩巷道支护技术推向一个新的高度。

参考文献

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