煤矿井下软岩巷道支护技术探析

摘 要：对于煤矿开采来说软岩是普遍存在的，而软岩对煤矿开采的安全性和可靠性来说都会产生很大的影响，所以对软岩的处理就成了煤矿开采的一个重要环节，对煤矿软岩巷道支护工作也就成为工程技术人员关注的课题。本文首先分析煤矿井下软岩巷道的支护问题，重点论述煤矿井下软岩巷道支护技术，以供参考和借鉴。

关键词：软岩；软岩巷道；支护

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.045

0 引言

地下开采一直以来都是我国煤炭资源获取的主要方式，这就需要在矿井下面挖掘足够的巷道。对于煤矿建设和生产来说，必须保证巷道的通畅和围岩的稳定。由于煤矿井下巷道支护受、地应力强度、围岩破碎松软度、巷道与硐室断面程度等不同因素的影响，这就需要改进和提高煤矿巷道支护技术，尤其是煤矿井下软岩巷道的支护技术。本文重点论述井下软岩巷道支护技术，为煤矿的安全生产提供重要的理论支持。

1 煤矿井下软岩巷道的支护问题分析

在软岩巷道变形上，软岩巷道表现为蠕变变形的特点，有三个时期，具备显著的时间性。在变形的初级阶段，能够快速地形成压力和存在较大的变形量，这是巷道稳定性的有效应用。倘若不能够实时地控制软岩巷道变形，冒落岩块的情况会发生，这会损坏巷道。不兼顾软岩的变形特点，支护通过刚性支架进行就较难维护巷道，也会压坏支架，从而导致巷道的垮落。另外，软岩巷道大部分是环向的受压方式，缺少对称性，在开挖巷道的时候，变形的顶板较易冒落，以及导致底板的底鼓，倘若不能够实时地控制底板的底鼓，就会使巷道受到破坏。在增加煤矿井下深度的过程中，会加大软土巷道的变形量。在不同的地质状况以及煤矿区域，一种独特的软化临界深度会形成，超出了此深度会提升支护的难度。基于应力的影响作用，变形的软岩巷道具备相应的方向性。软岩的失水和吸水都会由某种意义上导致软岩的变形膨胀和泥化，从而使巷道受到破坏。

在支护软岩巷道上，变形的围岩会使其机理受到破坏，应当对围岩变形以及支护的过程进行协调，进而选用适宜的支护参数与方式，实时地加以支护。在硬岩和软岩上，岩体的特点存在差异性，应当选用适宜的支护方法。其中，制约巷道稳定行动一个关键要素是支护参数，一般的选择根据工程类比的方法。针对简单的地质状况来讲，通过工程类比的方法对支护参数的选用能够实现基本的需要，可是针对复杂的地质状况而言，就难以实现支护需要。

支护软岩巷道重点表现为围岩表明约束力、开始支护刚度，以及围岩自承圈厚度上。在围岩自承圈厚度上，应用端锚锚杆较难实现锚杆杆体的长度，导致浪费，进而难以抵抗围岩压力。在开始支护刚度上，由于开挖巷道导致的围岩变形，因此会对支护体导致相应的压力。从某种意义上来讲，支护体的刚度使围岩的抗压性受到制约。增加支护体刚度会提高围岩抗压性。倘若支护的刚度太大，较难适应围岩的变形量和变形速度，那么会使巷道受到破坏。在围岩约束力上，支护体受到高应力与构造应力的制约，岩石破坏、变形、松动的情况会发生在较为薄弱之处，这使破碎区形成，而存在的破碎区会使围岩的自承圈受到破坏。借助通常的锚网喷加以支护，那么难以使喷体的强度实现需要。

2 煤矿井下软岩巷道支护技术

（1）锚杆支护的原理。在支护巷道的时候，锚杆支护系统的刚度非常关键，特别是锚杆的预应力会直接影响到支护作用。借助锚杆加以支护应当对煤矿巷道围岩的实际情况进行有效地把握，确保选用适宜的锚杆预应力，在高预应力的时候，应当使锚杆的强度提升。借助锚杆加以支护，重点是借助锚固区对围岩新裂缝的扩张性、裂缝的张开和离层进行控制，确保围岩处于受压的状态，尽可能地防止围岩的拉伸、变形弯曲，以及剪切破坏。借助锚杆支护从某种意义上确保了锚固区围岩的完整性，实现了锚固区围岩稳定性与整体强度的提升。锚杆的支护性能关键凭借扩散预应力进行。锚杆的单独应用，其体现预应力的范围较小，应当借助其它的构件，像是钢带、托板、金属网等，尽可能地体现锚杆预应力的功能。在借助锚杆开展支护的时候，锚索功能的体现重点表现为：一是借助锚索的预紧力，对岩层当中的间断断面、节理裂缝、层理等挤紧和压密，以使断面的抗剪性能增强，进而使围岩的强度大大地提升。二是借助锚杆连接形成的次生承载构造和深部围岩，从某种程度上使次生承载构造的可靠性增强。

（2）煤矿井下软岩巷道的支护技术。第一，提高支护喷层的强度、刚度，也能够在较为薄弱之处，加固锚梁加以支护，从而强化围岩表面约束力，以及对围岩破碎区范围的纵深发展进行有效地控制。第二，选用适宜的时机强化二次性支护，以使支护的强度提升，确保支护开始的柔性。在确保巷道可靠性的前提条件下，控制围岩的变形，确保其可以释放足够的能力。另外，在二次性的支护之后，应当确保支护体的强度、刚度，可以实现对围岩变形的控制。第三，针对支护软岩巷道厚壁来讲，能够借助对螺纹钢等其它强锚杆的全长锚固，以支护软岩巷道厚壁。第四，对变形围岩的破坏区域进行控制，以使围岩的强度以及围岩的自承能力提升。能够推广与应用光面爆破技术，以使围岩震动干扰大大地减少，从一定程度上控制围岩的环向裂缝，尽可能地确保围岩整体的强度。也能够对巷道周围的光滑性与平整性进行维持，从而对集中的应力进行控制，使破坏的围岩减少。还能够借助膨胀性的材料填满锚杆孔，进行全长锚固，最终使围岩自承性能增强。

3 结论

综上所述，煤矿软岩支护技术，在不同的理论支持下，得到了广泛的应用和进一步的发展。随着煤矿巷道周边围岩地质条件的不断恶化，相应的支护难度也逐渐增加，因此，煤矿巷道软岩支护技术还需不断改进和完善，保证煤矿工程的稳定、持续发展。

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作者简介：韩青松（1983-），男，山东邹城人，本科，助理工程师，主要从事煤矿掘进技术管理工作。