王法強(qiáng)

（山西辰城建設(shè)工程有限公司，山西太原 045000）

0 引言

軟巖是疏松性巖體，在特定的條件下生成。軟巖的形態(tài)通常是泥巖、粉巖狀。特點(diǎn)：質(zhì)地軟、硬度弱、形態(tài)松、整體散[1]。巷道支護(hù)需要將圍巖做加固支撐，為順利開采提供基礎(chǔ)。支護(hù)巷道通?？紤]是工程力。工程力一般指重力、應(yīng)力、遇到水作用力和膨脹變化力。依據(jù)軟巖的理化特性、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將其分四類：低強(qiáng)度高膨脹型類別、高應(yīng)力型類別、破碎性類別和復(fù)合型類別。

（1）低強(qiáng)度高膨脹型類別的軟巖，其特點(diǎn)是巖質(zhì)松軟、易碎、巖石強(qiáng)度低、遇水易形變（軟化、膨脹等），易受擾動(dòng)影響（如：風(fēng)動(dòng)、震動(dòng)等）。巷道支護(hù)作業(yè)時(shí)，遇到此類軟巖，因其耐擾動(dòng)能力薄弱，易變形，給支護(hù)帶來諸多困難。軟巖中的泥分、松軟性、膨脹性顆粒，致使軟巖易形變。

（2）高應(yīng)力軟巖，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)煤礦開采技術(shù)的進(jìn)步。煤礦采掘深度在不斷增加，部分煤礦因重力作用加大，井巷應(yīng)力場(chǎng)錯(cuò)綜復(fù)雜；高應(yīng)力時(shí)，輕微擾動(dòng)就會(huì)對(duì)巷道圍巖產(chǎn)生大的影響，致使圍巖破壞、開裂等不良現(xiàn)象。

（3）破碎性軟巖，圍巖層理不同、裂隙復(fù)雜多變、巖質(zhì)松碎、穩(wěn)定性差。受穩(wěn)定性差的緣故，巷道施工工人在巷道開挖和支護(hù)作業(yè)中帶來不安全因素，可能會(huì)導(dǎo)致冒頂、片幫等災(zāi)害。

（4）復(fù)合型軟巖通常指低強(qiáng)度高膨脹性軟巖、高應(yīng)力軟巖、極破碎軟巖的任意組合方式。

1 軟巖巷道支護(hù)原理及原則

1.1 支護(hù)原理

當(dāng)巷道圍巖巖層為軟巖形態(tài)時(shí)，支護(hù)要點(diǎn)：尋找、利用軟巖的本體承受力。支護(hù)原理：以巷道圍巖做研究對(duì)象，分析言代替特征，掌控地壓變化，運(yùn)用科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方式方法，使支護(hù)結(jié)構(gòu)形式、施工作業(yè)能應(yīng)對(duì)圍巖的任意情形，從而實(shí)現(xiàn)抑制巷道變形、巷道可靠的預(yù)期效果。

（1）強(qiáng)化理論。支護(hù)結(jié)構(gòu)形式耐受力與巷道圍巖的自承力能相互適應(yīng)。實(shí)踐表明，單純依靠提高支護(hù)剛度來實(shí)現(xiàn)巷道圍巖牢靠，不易實(shí)現(xiàn)，無法達(dá)到預(yù)期目的。

（2）適當(dāng)卸壓。采用合理手段，運(yùn)用加固和支撐相結(jié)合方式進(jìn)行巷道支護(hù)。倘若巷道圍巖存在高應(yīng)力時(shí)，予以適當(dāng)卸壓；若巷道變形大時(shí)，可以適當(dāng)留余量；若巖層松碎，需及時(shí)加固，以防塌落。

（3）及時(shí)測(cè)量圍巖巖層形變量，掌控變形發(fā)展趨勢(shì)，為二次支護(hù)提供可靠依據(jù)。

（4）強(qiáng)化綜合治理、連續(xù)監(jiān)控的支護(hù)思想。

1.2 支護(hù)原則

（1）巷道巖層的殘余強(qiáng)度予以維護(hù)保持。

（2）盡可能提高行到巖層的殘余強(qiáng)度

（3）運(yùn)用先進(jìn)支護(hù)技術(shù)和工藝，發(fā)揮圍巖的自承載能力。

2 支護(hù)類別

2.1 整體剛性支護(hù)

其形式分為：全封閉鋼支架、整體預(yù)制模板、現(xiàn)澆封閉鋼筋混凝土等[2]。研究表明，隨著支護(hù)強(qiáng)度的提升，巖層受力隨之加大。致使支護(hù)力提高。整體剛性支護(hù)不能很好的解決巷道圍巖與支護(hù)間的沖突，故不宜用于圍巖形變大、地壓高的圍巖。

2.2 剛性支護(hù)加柔體墊層支護(hù)

其形式分為：圓料砌破加可縮層、條帶破?？梢杂行岣呦锏绹鷰r強(qiáng)度，同時(shí)該支護(hù)自身具有輕微伸縮量，可起到一定的緩沖作用。但是，由于砌體自身剛度高，伸縮量輕微，因此，不宜用于圍巖形變大的軟巖巷道。

2.3 U型鋼可縮性支架支護(hù)

該支護(hù)適用于支護(hù)膨脹性巖層、斷層破碎帶。支架自身伸縮性能好，支撐力較高。當(dāng)支架受壓形變后，對(duì)圍巖載荷有效卸壓，支架的受力有所減小。實(shí)際施工中，其支撐性能不易完全發(fā)揮。原因：巷道實(shí)施開挖和支護(hù)工作時(shí)，無法避免在支架后方出現(xiàn)凹坑，而凹坑導(dǎo)致支架和巖層緊密貼合度不夠。當(dāng)圍巖變形時(shí)，支架負(fù)載不均，容易失穩(wěn)，甚至失效。同時(shí)存在鋼材用量大、成本較高的缺點(diǎn)。

2.4 錨噴支護(hù)

普遍認(rèn)為錨桿及其聯(lián)合支護(hù)是最優(yōu)支護(hù)[3]。通常把錨桿支護(hù)認(rèn)為是主動(dòng)支護(hù)，但不是所有錨桿都是其主動(dòng)支護(hù)作用。主、被動(dòng)支護(hù)的區(qū)別在于：對(duì)圍巖的支撐力是否為錨桿主動(dòng)提供的。錨桿在施工時(shí)，必須給予充分的預(yù)緊力。

3 支護(hù)對(duì)策

（1）采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)巷道布局。規(guī)劃前期仔細(xì)勘探、熟悉巖層結(jié)構(gòu)、盡可能避開軟巖；把控巖層理化特性，盡量避開高應(yīng)力區(qū)域。

（2）巷道斷面定形要合理。直墻半圓拱斷面適用于巷道兩側(cè)、下方壓力小；馬蹄形斷面適用于巷道上方、兩側(cè)壓力大，下方壓力小的軟巖巷道；圓形斷面適用于巷道四周壓力大的膨脹性軟巖巷道（壓力不均衡時(shí)，斷面改為橢圓形）；

（3）合理提高巷道圍巖強(qiáng)度。常見的支護(hù)技術(shù)是錨桿和注漿兩種措施。

（4）保護(hù)巖層外表完好度。高的完好度，有利于提高巖層自承受力。通常采用的措施有噴漿法、設(shè)網(wǎng)法等。

（5）支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)剛?cè)嵯噍o。

（6）適度提高錨桿支護(hù)的預(yù)緊力，發(fā)揮錨桿支護(hù)主動(dòng)作用[4]。

4 小結(jié)

巷道的設(shè)計(jì)者和巷道支護(hù)的作業(yè)人員要根據(jù)巷道具體圍巖理化特性，實(shí)時(shí)選擇支護(hù)形式，優(yōu)化支護(hù)方案。為巷道的安全可靠做貢獻(xiàn)，為礦井的安全生產(chǎn)做奉獻(xiàn)。

［1］何滿潮，鄒正盛，鄒友峰.軟巖巷道工程概論［M］.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1993.

［2］康紅普，王金華.煤巷錨桿支護(hù)理論與成套技術(shù)［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2007.

［3］付榮，范明建.煤炭軟巖巷道支護(hù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)［J］.煤，2007，16（6）：10-13.

［4］范生魁，王月星.軟巖巷道支護(hù)理論與應(yīng)用［J］.河北煤炭，2009（04）：1-2.