矿井建设中软岩巷道掘进施工技术研究

楚德海

（华能滇东矿业分公司，云南 曲靖 655507）

矿井建设中施工质量的控制点很多，安全影响因素需要全面考虑，否则容易引发安全事故。软岩巷道作为矿井建设中重要的质量与安全控制环节，由于其特殊的地质构造和施工要求，需要结合自身特性和施工进程确定可以采用的施工技术，同时要不断地更新施工技术，努力提高施工质量管控水平，只有这样才能减少安全事故隐患，提高矿井建设质量水平，进一步提高采矿规模和开采效益，发挥能源在国计民生项目中的基础服务作用。

该文着眼矿井建设中软岩巷道施工技术的改进与提高，在详细分析软岩巷道特征的基础上，围绕矿井建设中软岩巷道掘进施工进程，提出了软岩巷道揭露前和揭露后的施工技术特点，对这些特点进行了详细的分析，并结合作者的工作经验提出了矿井建设软岩巷道施工掘进过程中的注意事项。通过这些工作，作者希望对矿井建设中软岩巷道施工掘进技术做一个全面的总结与拓展研究，以期为同类工程施工提供一定的参考价值和借鉴意义。

1 矿井软岩巷道特征分析

软岩通常是指在特定的地质环境下具有较明显塑性变形特征的复杂岩石，由于工程载荷的压迫或地质结构形变而形成[1]。在矿井建设中，软岩巷道围岩变形主要受空间规律和地应力两方面的影响。在空间规律方面，围岩的稳定性和形变过程都受到软岩巷道深度的影响；在地应力方面，软岩巷道的变形往往具有方向性。基于形成原因，矿井建设中软岩巷道具有的特点可以归纳如下。

1.1 形变的时间特点

软岩巷道在矿井建设施工掘进的初期阶段发生形变的可能性较大，因此在后期施工支护时要采用支撑力比较大的特殊结构，还要考虑具有一定的弹性。

1.2 形变的下沉量

软岩巷道随着矿井建设施工掘进的进行，下沉量会越来越大，同时还会出现底板鼓起、两帮位移的现象，给顶板和两帮带来一定程度的破坏。

1.3 形变带来的边缘效应

软岩巷道在矿井建设施工掘进中产生的形变属于工程中的不可逆现象，必然会伴随着岩石流变性、膨胀性、扰动性与崩解性等现象的发生，所以在软岩巷道建设工作时，应当细致分析软岩特征，这样才能更好地实施相关技术[2]。

2 矿井建设中软岩巷道施工技术特点分析

软岩巷道所处的地理位置比较特殊，在采用先进的施工工艺之前需要做好必要的准备工作，首先工程人员应该探测清楚当地的水文情况和具体的地质结构，需要测量和掌握岩石的应力与岩性，根据膨胀性和硬度选择合适的施工方法；其次，应该根据软岩巷道的断面确定巷道的稳定性，根据稳定性决定软岩巷道施工的布置。

基于软岩巷道在矿井建设施工掘进过程中表现的特性，在进行施工时需要特别注意对技术的采用和对安全的管控，具体来说，进行软岩巷道施工时采用的技术具有以下特点。

2.1 软岩巷道揭露前的施工技术特点

矿井建设施工掘进时，在软岩巷道揭露前的施工过程中，需要注意以下技术特点的分析与运用。

首先，需要把握好施工时间，尤其要高度重视围岩的自稳时间，因为时间较短而引起顶板出现暴露现象，就会出现冒落的现象。

其次，需要制定详细具体的施工方案，确定掘进的方向和具体位置，要结合地质勘测报告，从整体合理安排，不但要考虑现存的技术设备是否能够打通巷道，也要考虑经济成本，使得整个施工能够高效进行。同时，对于施工过程中主要的软岩巷道不要出现走向接近的情况，确保建设出高强度、低膨胀性的软岩巷道，确保施工过程中的安全性。

再次，需要注意注浆的方法，力求同时达到固结松散岩体与封堵含水结构的效果。在巷道与松散岩体接近时，应该通过工作面岩冒的方法进行注浆；在进行松散岩体注浆时，需要选好探眼进行注浆等。

最后，要注意对探眼进行设计，一方面使其可以发挥探测、气压平衡孔的作用，另一方面还要注意对周边眼的间距控制在100 mm ～150 mm。

在施工过程中把握好以上技术特点，可以有效地促进软岩巷道揭露前的施工。

2.2 软岩巷道揭露后的施工技术特点

矿井建设施工掘进时，在软岩巷道揭露后的施工过程中，需要注意以下技术特点的分析与运用。

首先，需要注意对地质状况的分析与研判，要注意依据当地地质特点进行岩石开凿，否则容易出现地质结构断层的现象，严重地还会导致地下水增加，给施工带来不必要的难度和隐患。

其次，需要注意科学合理地开展混凝土注浆墙施工，在确保注浆墙与工作边之间的距离足够小的前提下进行工作面清理，可以使用一定量的钢筋混凝土，也可以掺入适量的水泥复合早强剂提高混凝土的强度、缩短施工时间。另外，注浆材料需要良好的可注性，同时确保具有一定的强度、抗渗、稳定、耐久和收缩率小的特点，从而保证可以实施安全稳定的封堵。

再次，需要注意注浆管敷设工作，应该使注浆管的管口伸入到巷道轮廓线外的构造里面；在注浆封水与固结岩块时，一般应控制在混凝土止浆7 天后再开始使用科学配比的水玻璃双液浆进行注浆，浆液的扩散范围应该达到巷道掘进轮廓以外2 cm ～3 cm 的距离，注浆结束后浆液压力要达到静水压的2.5 倍～3 倍。

再次，在软岩巷道掘进施工过程中，需要保证注浆固结后才可以展开施工，避免因为注浆的不完全固结而导致巷道崩塌，从而引发安全事故。

最后，需要注意巷道支护。设计支护方案时要依据地质勘探结果选择刚度合理、柔性适中的支架，这样一方面可以发挥围岩的自承能力，另一方面可以避免在压力的作用下破坏支架；二次支护时需要考虑到巷道的安全性与稳定性，可以将砌筑支护或锚喷支护当作二次支护，方便控制二次支护的时间。在岩巷或煤巷掘进作业时，如果遇大的断层或地质构造带，现场揭露的围岩极为破碎，首先要采取工作面注浆以加固破碎围岩，掘进前施工超前管棚，以掩护掘进工作面人员安全施工；缩短工作面掘进长度，采用短掘、短支作业方式，加强顶板管理，及时喷浆封闭外露围岩；必要时，如果岩层相对较高，只采用一种支护方式难以达到预定效果时，可以考虑采用联合支护方式，例如柔性加被动支护中的施工加长锚索、外架设U 型棚等方式，提高支护效果。

3 矿井建设中软岩巷道施工注意事项

软岩巷道对于矿井建设具有重要的作用，在施工过程中除了分析其技术特点之外，还需要对施工注意事项进行全面掌握，以确保施工质量符合规范要求、施工过程安全可控。

首先，在软岩巷道施工时，需要注意把握好施工时间。要科学合理地制定施工方案，获得项目经理部审批后要严格按照时间节点组织施工。要高度重视围岩的自稳时间，如果自稳时间选取较短，容易出现顶板冒落的隐患，如果自稳时间选取较长，会影响后续工序的编排从而影响总的施工进度。

其次，要选用合适的软岩巷道破岩技术。合适的破岩技术，既不会破坏围岩巷道，也不会对支护措施造成影响，因此要尽可能地选择光面爆破技术、机械破岩技术，以尽量减少对软岩巷道造成的额外破坏。

最后，要科学合理地布置施工位置。由于矿井地质环境较为复杂，地质结构较难勘测完全清楚，因此在考虑施工技术的选取时需要结合科学合理的施工位置。结合当地地质情况和水文情况，考虑岩石岩性与应力特点，在重点巷道开挖时，应当尽量保证其膨胀性最小、强度最大，避免巷道走向与地应力出现交合现象；科学设计施工工序与巷道断面形状，避免巷道断面影响软岩巷道的稳定性。

在具体的施工过程中，结合以上注意事项开展相关工序，能够提高技术特点发挥最大效益，有助于矿井建设过程的整体把控。

4 结语

在矿井建设中，软岩巷道具有重要的地位，它能否顺利进行施工直接影响了矿井的安全运作，所以必须要高度重视矿井建设过程中软岩巷道掘进施工技术的研究工作。同时，软岩巷道也有自身的特点，形变的时间、形变的下沉量以及形变带来的边缘效应都会影响到施工工艺的选择和技术的采用。因此，在施工过程中，必然要立足这些特点，同时，结合软岩巷道揭露前和揭露后这2 个特殊阶段，合理安排施工进程。

该文着眼于矿井建设中软岩巷道施工掘进技术，从分析软岩巷道空间规律和地应力特点入手，详细分析了软岩巷道揭露前和揭露后的施工技术特点，并结合施工进程提出了相关注意事项。但是，该文对于技术特点的分析还不够全面，对于矿井建设对软岩巷道的制约性分析不够深入，结合实际情况、如何对施工工艺进行细化、如何对施工方案进行详细编排，这些都需要在今后的施工过程中继续进行研究。总之，希望该文能够为相关工程建设实际带来一定的借鉴意义。