论煤矿软岩巷道支护技术

王法强

（山西辰城建设工程有限公司，山西太原 045000）

0 引言

软岩是疏松性岩体，在特定的条件下生成。软岩的形态通常是泥岩、粉岩状。特点：质地软、硬度弱、形态松、整体散[1]。巷道支护需要将围岩做加固支撑，为顺利开采提供基础。支护巷道通常考虑是工程力。工程力一般指重力、应力、遇到水作用力和膨胀变化力。依据软岩的理化特性、结构特点将其分四类：低强度高膨胀型类别、高应力型类别、破碎性类别和复合型类别。

（1）低强度高膨胀型类别的软岩，其特点是岩质松软、易碎、岩石强度低、遇水易形变（软化、膨胀等），易受扰动影响（如：风动、震动等）。巷道支护作业时，遇到此类软岩，因其耐扰动能力薄弱，易变形，给支护带来诸多困难。软岩中的泥分、松软性、膨胀性颗粒，致使软岩易形变。

（2）高应力软岩，科学技术的发展推动煤矿开采技术的进步。煤矿采掘深度在不断增加，部分煤矿因重力作用加大，井巷应力场错综复杂；高应力时，轻微扰动就会对巷道围岩产生大的影响，致使围岩破坏、开裂等不良现象。

（3）破碎性软岩，围岩层理不同、裂隙复杂多变、岩质松碎、稳定性差。受稳定性差的缘故，巷道施工工人在巷道开挖和支护作业中带来不安全因素，可能会导致冒顶、片帮等灾害。

（4）复合型软岩通常指低强度高膨胀性软岩、高应力软岩、极破碎软岩的任意组合方式。

1 软岩巷道支护原理及原则

1.1 支护原理

当巷道围岩岩层为软岩形态时，支护要点：寻找、利用软岩的本体承受力。支护原理：以巷道围岩做研究对象，分析言代替特征，掌控地压变化，运用科学合理的设计方式方法，使支护结构形式、施工作业能应对围岩的任意情形，从而实现抑制巷道变形、巷道可靠的预期效果。

（1）强化理论。支护结构形式耐受力与巷道围岩的自承力能相互适应。实践表明，单纯依靠提高支护刚度来实现巷道围岩牢靠，不易实现，无法达到预期目的。

（2）适当卸压。采用合理手段，运用加固和支撑相结合方式进行巷道支护。倘若巷道围岩存在高应力时，予以适当卸压；若巷道变形大时，可以适当留余量；若岩层松碎，需及时加固，以防塌落。

（3）及时测量围岩岩层形变量，掌控变形发展趋势，为二次支护提供可靠依据。

（4）强化综合治理、连续监控的支护思想。

1.2 支护原则

（1）巷道岩层的残余强度予以维护保持。

（2）尽可能提高行到岩层的残余强度

（3）运用先进支护技术和工艺，发挥围岩的自承载能力。

2 支护类别

2.1 整体刚性支护

其形式分为：全封闭钢支架、整体预制模板、现浇封闭钢筋混凝土等[2]。研究表明，随着支护强度的提升，岩层受力随之加大。致使支护力提高。整体刚性支护不能很好的解决巷道围岩与支护间的冲突，故不宜用于围岩形变大、地压高的围岩。

2.2 刚性支护加柔体垫层支护

其形式分为：圆料砌破加可缩层、条带破。可以有效提高巷道围岩强度，同时该支护自身具有轻微伸缩量，可起到一定的缓冲作用。但是，由于砌体自身刚度高，伸缩量轻微，因此，不宜用于围岩形变大的软岩巷道。

2.3 U型钢可缩性支架支护

该支护适用于支护膨胀性岩层、断层破碎带。支架自身伸缩性能好，支撑力较高。当支架受压形变后，对围岩载荷有效卸压，支架的受力有所减小。实际施工中，其支撑性能不易完全发挥。原因：巷道实施开挖和支护工作时，无法避免在支架后方出现凹坑，而凹坑导致支架和岩层紧密贴合度不够。当围岩变形时，支架负载不均，容易失稳，甚至失效。同时存在钢材用量大、成本较高的缺点。

2.4 锚喷支护

普遍认为锚杆及其联合支护是最优支护[3]。通常把锚杆支护认为是主动支护，但不是所有锚杆都是其主动支护作用。主、被动支护的区别在于：对围岩的支撑力是否为锚杆主动提供的。锚杆在施工时，必须给予充分的预紧力。

3 支护对策

（1）采用先进的科学技术优化设计巷道布局。规划前期仔细勘探、熟悉岩层结构、尽可能避开软岩；把控岩层理化特性，尽量避开高应力区域。

（2）巷道断面定形要合理。直墙半圆拱断面适用于巷道两侧、下方压力小；马蹄形断面适用于巷道上方、两侧压力大，下方压力小的软岩巷道；圆形断面适用于巷道四周压力大的膨胀性软岩巷道（压力不均衡时，断面改为椭圆形）；

（3）合理提高巷道围岩强度。常见的支护技术是锚杆和注浆两种措施。

（4）保护岩层外表完好度。高的完好度，有利于提高岩层自承受力。通常采用的措施有喷浆法、设网法等。

（5）支护结构应刚柔相辅。

（6）适度提高锚杆支护的预紧力，发挥锚杆支护主动作用[4]。

4 小结

巷道的设计者和巷道支护的作业人员要根据巷道具体围岩理化特性，实时选择支护形式，优化支护方案。为巷道的安全可靠做贡献，为矿井的安全生产做奉献。

［1］何满潮，邹正盛，邹友峰.软岩巷道工程概论［M］.徐州：中国矿业大学出版社，1993.

［2］康红普，王金华.煤巷锚杆支护理论与成套技术［M］.北京：煤炭工业出版社，2007.

［3］付荣，范明建.煤炭软岩巷道支护现状及发展趋势［J］.煤，2007，16（6）：10-13.

［4］范生魁，王月星.软岩巷道支护理论与应用［J］.河北煤炭，2009（04）：1-2.