浅析煤矿软岩巷道工程支护

侯华营

摘 要：随着社会经济的不断发展与进步，科学技术的不断改革与创新，煤矿行业发展得到了质的飞跃。煤矿企业要想最大化满足社会对于煤炭资源的需求，创造出更多的经济效益和社会效益，就必须保障煤矿生产过程的安全性。巷道工程支护工作作为煤矿软岩巷道开采过程的重中之重，是一个必不可少的关键部分，煤矿企业要不断加强软岩巷道的支护维护工作，采取先进的支护技术，有效提高巷道支护的质量，实现煤矿安全稳定地高效生产。该文将进一步对煤矿软岩巷道工程支护展开分析与探讨。

关键词：煤矿软岩巷道 工程支护 技术实施

中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）02（b）-0040-02

当前是一个经济全球化的时代，煤矿行业的发展要与时俱进，跟上时代前进脚步。煤矿企业在对软岩巷道进行开采作业时，必须高度重视到开采的安全可靠性，要事先做好巷道工程支护建设工作。软岩工程实质是指与塑性大变形工程岩体相关的岩体工程，比如软岩隧道工程、软岩边坡工程以及软岩巷道工程等。众所周知，煤矿作为一项高危险的行业，它的地质环境直接决定了工程建设的难度，软岩巷道工程支护问题一直给煤矿企业的正常煤矿开采带来了严重的影响。伴随着社会煤矿开采力度的不断增大，煤矿开采环境也变得越来越复杂，软岩矿井数量急剧上升，煤矿企业要充分利用软岩巷道工程支护技术，不断提高支护工作质量，促进企业和谐稳定的发展。

1 当前煤矿软岩巷道工程支护存在的主要问题

1.1 软岩巷道变形破坏的特征

软岩巷道受到变形破坏的特征主要包括了以下几个方面： （1）软岩巷道变形表现出的是蠕变变形3个阶段的变化规律，同时具备了显著的效益。例如在开始阶段，巷道来压块、变形量较大，软岩巷道的自问能力偏低[1]，煤矿企业要是不在此阶段对其进行支护维护工作，就会导致岩快直接掉落，从而引起巷道产生严重的破坏性。如果相关工作人员不根据软岩巷道的变形特点，一味利用钢性支架进行支护，这样也无法达到支护的效果，会导致支架被压坏，巷道会出现垮落现象；（2）软岩巷道通常呈现为环向受压，并且是非对称，煤矿企业在对软岩巷道进行掘进开挖后，不只是巷道顶板容易发生冒落问题，底板也会发生剧烈的底鼓现象，一旦工作人员不及时采取有效的控制措施，就会导致底板产生严重底鼓，同时引起两帮的破坏；（3）软岩巷道的变形程度会随着开采矿井的深度加大而变大，在不同区域的开采矿区，会有着不同的地质环境条件，它们都具备了一个软化临界深度，一旦大于临界深度，就会进一步提高煤矿企业的支护难度；（4）软岩的吸水和失水都会引起软岩巷道产生膨胀变形破坏以及泥化破坏。

1.2 软岩巷道支护存在的相关问题

软岩巷道的支护问题主要体现在以下几个方面：（1）支护人员未能严格按照围岩变形的實际破坏机理采取支护手段，要想保证支护过程与围岩变形过程的协调配合，就必须事先展开对围岩变形机理的深入调查分析，这样才能正确地选择好支护时间、支护参数以及支护类型；（2）支护的采用对策，由于煤矿的软岩巷道与硬岩巷道变形破坏特征是存在明显的区别的，支护技术人员应该根据软岩巷道的变形特点，有针对性地选择支护对策，而不是一味地选择常规的支护手段与方法；（3）支护参数。支护参数的合理选择作为维持巷道安全稳定性的关键因素之一，支护人员要注重参数的合理选择，不能按照传统的观念，一直沿用工程类比法，因为一旦面对地质条件较为复杂的软岩巷道，该项方法就不能满足支护的相关要求，容易发生煤矿安全事故[2]。

2 煤矿软岩巷道支护技术的研究探讨

2.1 软岩巷道支护的主要措施

煤矿企业在对软岩巷道展开支护工作前，必须对该工程区域展开详细的调查和分析，不能只是采取常规的支护方法和措施，要按照工程的实际需求，有针对性地设计支护方案。

（1）相关工作人员要加强喷层或者网的刚度和强度，要合理在某些薄弱环节，融入锚梁支护，这样才能够有效提高围岩表面的约束能力，防止巷道破碎区朝着纵深方向发展。

（2）支护人员要适当地根据实际情况采取二次支护，要保证二次支护具备足够的强度，实现一次支护的柔性。只要保证软岩巷道不会失去稳定性的前提条件下，我们可以让围岩出现较大的变形，使其充分地释放出能量。此外，支护体后期要具备一定的刚度和强度，实现对围岩与支护过量变形的有效控制管理。

（3）有效完成软岩巷道后壁支护，工作人员要使用全长锚固全螺纹钢等强锚杆，这样可以提高围岩自承圈的厚度，达成后壁的支护工作。接着，支护人员还必须对锚索进行加固工作，因为正常锚索的长度都会比较大，它可以深入到深部较稳定的岩层中，有效避免围岩出现有害变形，能够优化围岩的受力状态，只要通过提高围岩自承圈的厚度，就可以完成后壁的支护工作。支护技术人员可以通过改变支护结构，在煤矿软岩巷道的两底脚加入斜拉锚杆或者是巷道底板开挖成反底拱形，同时增加锚梁支护，这样就能够有效产生完整封闭的支护整体。

（4）支护人员要想有效降低围岩的破坏，增大围岩的强度，提高围岩的自承能力。就必须首先推广光面爆破，减少围岩的震动，从而实现对围岩环向裂缝的有效控制，最大程度上维持围岩的整体强度。然后是要最大可能地保持软岩巷道周围的光滑平整，防止巷道出现应力过于集中的问题，最后是要优先使用膨胀材料充满锚杆孔，有效形成全长锚固[3]。

2.2 煤矿软岩巷道的最佳支护时间

煤矿企业在对软岩巷道开挖掘进之后，巷道的围岩应力就会发生相应的变化，其中切向应力会在巷壁周围发生高度集中，从而造成这个区域的岩层屈服进入塑性工作状态，也就产生了塑性区。当塑性区出现后，就会导致应力集中区从岩壁朝着纵深方向推进，一旦它的强度超过了巷道围岩屈服强度时，会形成崭新的塑性区，从而重复地延伸发展。因此，煤矿企业必须高度重视此种现象，要及时采取有效的支护手段，防止松动破坏区的出现。通常情况下，煤矿软岩巷道塑性区的形成，对于支护体来说会具备两个不同的力学效益。其中一个是应力集中区朝着围岩深部地区转移，降低了应力集中的破坏性，另一个则是围岩中切向和径向应力的减小，有效降低了作用在支护体上的荷载力。

煤矿企业在面对高应力的软岩巷道支护来说，可以适当让其形成稳定的塑性区，但必须坚决杜绝非塑性区的形成发展，支护人员要科学判断出支护的最佳时间，这样才能在最大程度上利用好塑性区的承载能力，又能够避免松动破坏区的形成。因此，对于煤矿软岩巷道的最佳支护时间的实质就是最大程度地发挥出塑性区的承载能力，又能够掌握了解到松动破坏区的出现时间。

3 结语

综上所述，煤矿企业要想得到稳定持续的发展，保障煤矿得到安全的开采，就必须加强煤矿软岩巷道的支护工作。支护技术人员必须不断提高自身的专业知识和技能，要根据工作区域的实际地质特点，有针对性地展开支护工作，合理选择支护参数和类型，运用先进的支护技术不断提高支护的效果，推动煤矿企业和谐发展，创造出更多的经济效益和社会效益。

参考文献

[1] 何满潮.调动深部围岩强度—— 21世纪软岩巷道支护新方向[C]//岩石力学与工程学会第六次学术大会论文集.北京：科学出版社，2012：55-58.

[2] 何满潮，李春华，王树仁.大断面软岩硐室开挖非线性力学特性数值模拟研究[J].岩土工程学报，2012，24（4）：483-486.

[3] 何满潮.软岩技术现状与展望：世纪之交软岩工程技术现状与展望[M].北京：煤炭工业出版社，2012.