【摘要】本文主要對軟巖的概念進行了簡單的介紹，并指出了如今煤礦軟巖巷道支護中存在的問題，然后針對問題提出了一些改進的建議。具體包括軟巖巷道支護的最佳時間、軟巖巷道支護的關鍵技術分析和針對軟巖巷道支護問題的對策等，為巷道工作人員提供參考。

【關鍵詞】煤礦；巷道；支護；對策

煤礦的開采時間越長，礦井越深，礦井上部的壓力越大，這時的巷道極易因為壓力過大而導致變形，尤其是在軟巖地質(zhì)的地方。這種情況不僅增加了維修消耗，影響煤礦的正常開采，對于采礦工作人員的生命安全也造成了很大的威脅。因此，必須加強巷道的支護工作，讓煤礦開采更加的安全順利。

1、軟巖的概念

1.1軟巖的基本概念

軟巖分為工程軟巖與地質(zhì)軟巖兩大類。其中，工程軟巖指的是在工程力的作用下能產(chǎn)生明顯塑性形變的巖體，工程軟巖取決于巖體強度與工程力之間的相互關系。而地質(zhì)軟巖指的是孔隙度大、強度低、風化比較嚴重或膠結程度差的松軟巖層，其主要取決于巖層自身結構，與工程里無關。

1.2軟巖的特性

軟巖具有兩個工程特性，一是臨界荷載，實驗表明，當軟巖荷載在小于某一臨界值時，巖層處于穩(wěn)定變形狀態(tài)，其蠕變曲線趨于某一定值，不隨時間的變化而變化。當荷載超過這一臨界值后，巖層的塑性形變會出現(xiàn)明顯的加速現(xiàn)象，這一臨界值的荷載成為臨界荷載。荷載小于臨界荷載時巖層稱為硬巖，荷載超過臨界荷載后，巖層的塑性形變不穩(wěn)定，此時稱為軟巖。另外一個特性是軟化臨界深度，軟化臨界深度與軟化臨界荷載時相對應的。當巷道深度小于某一深度時，巖層變形不明顯，不會出現(xiàn)大變形，但是當巷道位置超過這一深度后，巖層會有明顯的塑性形變，還會出現(xiàn)難以支護的情況，這一深度就是巖層的軟化臨界深度。

2、軟巖巷道變形破壞的原因及特點

隨著煤礦的開采，巷道深度的不斷增加，巷道圍巖構造也越來越復雜，如果圍巖處于軟巖層就容易造成巷道的不穩(wěn)定，引起巷道四壁的位移，并對巷道支護系統(tǒng)造成一定程度的破壞，嚴重的影響巷道的正常使用。通過專業(yè)的科學的測量發(fā)現(xiàn)巷道破壞的原因以及特點有以下幾點。

2.1巷道建設初期變形速度快，持續(xù)時間長

實際證明，在巷道挖掘初期，巷道的變形比較大而且也比較快，而一周后，巷道變形開始變慢，但變形仍然明顯，一般一個月之后巷道才趨于穩(wěn)定。出現(xiàn)這種現(xiàn)象是因為軟巖巷道長期處于深埋狀態(tài)，挖掘之后軟巖的承壓發(fā)生變化，巷道圍巖受力重新分配而造成的。

2.2各位置的變形量不同

軟巖巷道挖掘后其四壁會出現(xiàn)不同的位移現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為地板凸起，頂板下移，兩壁內(nèi)移。并且其變形量都各不相同，一般底板與頂板的變形量大于兩壁。而巷道的不同結構變形情況也各不相同，其中最為嚴重的部位是巷道的拱部，嚴重了甚至會出現(xiàn)墻體開裂等情況。

2.3錨桿受力存在時效性

由于巷道變形具有一定的時效性，因此錨桿受力也隨之具有了一定的時效性，并且隨時間而呈規(guī)律性變化。因為建成初期錨桿的安裝應力較低，其承受能力也比較底，而巷道初期變形有比較嚴重導致錨桿變形，嚴重了還會導致錨桿斷裂。

3、軟巖支護存在的問題

3.1巷道支護強度不足

在軟巖巷道支護的設計時，技術人員對巷道變形部位沒有深刻的認識，設計巷道支護時對于巷道支護的強度設計不夠。其中巷道下壁的拱肩和巷道拱部變形尤為嚴重，經(jīng)常出現(xiàn)凸起和墻體開裂等現(xiàn)象。

3.2錨桿預應力不足

預應力是利用錨桿支護的主要參數(shù)，它是判斷錨桿支護狀態(tài)的主要依據(jù)。預應力的大小與錨桿的支護強度呈正比，預應力越高，錨桿支護強度也就越大，巖層越穩(wěn)定。預應力越低，錨桿支護強度變?nèi)?，主動性也就越差，此時巖層的圍巖強度就會降低，導致巷道出現(xiàn)明顯的塑性形變。因此，在錨桿的安裝設計時，必須根據(jù)實際情況認真考慮預應力的大小，充分發(fā)揮錨桿的作用。

3.3應力區(qū)支護強度不足

地應力與圍巖的承受能力決定了軟巖巷道的變形情況。地應力一般情況下分為水平主應力和垂直主應力，如果在設計巷道支護時對于地應力的估計不準確，就容易造成應力區(qū)的支護強度不夠，引起想到的大幅度變形，影響煤礦的正常開采。

3.4施工過程中的質(zhì)量問題

在軟巖施工階段，施工人員如果沒有按照規(guī)定進行爆破，就會造成巷道的挖掘與設計不符，使得以設計好的巷道參數(shù)出現(xiàn)一定的誤差。并且因爆破不足也容易導致巷道成形效果達不到預期，還易造成圍巖破碎，影響巷道結構。在驗收時，驗收人員的草草收工，不按照正常的順序驗收，也容易造成軟巖巷道安全隱患的遺留。

4、軟巖巷道支護技術

4.1軟巖巷道支護的技術關鍵

根據(jù)軟巖的力學特點，要使軟巖巷道支護取得成功要把握好三個技術關鍵：正確的確定軟巖變形機制的復合型、將復合型有效的轉化為單一性和合理的運用復合型變性力學機制的轉化技術。在支護設計時不能只進行單一型的支護設計，要根據(jù)每個受力點的力學特性使用聯(lián)合支護方式，設計最適合復合型變形力學特點的支護方案，確保軟巖巷道支護的綜合性能。

4.2最佳支護時間

在巷道的挖掘過程中，巷道圍巖的受力分布也會隨挖掘的進行而重新分配，其切向應力將會集中在巷壁附近，迫使這一地區(qū)的巖層進入塑性工作狀態(tài)，形成塑性區(qū)。此時如果沒有及時有效的進行支護處理，塑性區(qū)就會發(fā)生較為嚴重的形變，從而形成松動破壞區(qū)。松動破壞區(qū)不同于塑性區(qū)，松動破壞區(qū)并不具備任何的承載能力。塑性區(qū)分為穩(wěn)定性塑性區(qū)和非穩(wěn)定性塑性區(qū)。其區(qū)別就在于塑性區(qū)是否出現(xiàn)了松動破壞。未出現(xiàn)松動破壞的塑性區(qū)稱為穩(wěn)定塑性區(qū)，反之稱為非穩(wěn)定塑性區(qū)。在高應力的軟巖巷道中，要嚴格控制非塑性區(qū)的出現(xiàn)，允許穩(wěn)定塑性區(qū)的出現(xiàn)，因此要選擇最佳的支護時間，保證塑性區(qū)的穩(wěn)定性又要最大限度的發(fā)揮塑性區(qū)的作用。

4.3軟巖巷道支護技術改進

第一，提高支護強度，錨桿支護系統(tǒng)一般都具有一個剛度與強度的臨界值，如果低于這個臨界值巷道就會開始發(fā)生不穩(wěn)定的形變，使圍巖遭到破壞。第二，提高錨桿的預應力，錨桿的預應力越高，支護系統(tǒng)越具備主動性，其支護強度也就越大，反之就會造成圍巖強度降低，使得巷道變形。因此只有提高錨桿的預應力才能最大程度的發(fā)揮錨桿支護的作用。第三，擴大下扎腳，在支護設計時，可以加長錨桿底腳或者增大下扎腳來防止巷道底部的凸起現(xiàn)象。第四，努力使支護材料之間的匹配最優(yōu)化，只有保證支護材料的參數(shù)與其部件力學性能想匹配，才能保證支護系統(tǒng)的正常工作，起到支護系統(tǒng)的預期效果。

5、結語

自二十世紀六十年代以來，我國軟巖巷道支護理論與技術都取得了長足的發(fā)展，并取得了一系列的卓越成果。但是，由于各方面的綜合原因，我國軟巖巷道支護在理論、設計以及設備上都具有一定的缺陷。如軟巖巷道支護技術不普及；地質(zhì)資料不齊全；軟巖的受力測試技術不足等問題。因此，我們在取得成就后不能自滿，要意識到自身技術的不足，進一步加強各方面的研究，加強軟巖巷道技術的推廣。