摘 要：對(duì)于煤礦開(kāi)采來(lái)說(shuō)軟巖是普遍存在的，而軟巖對(duì)煤礦開(kāi)采的安全性和可靠性來(lái)說(shuō)都會(huì)產(chǎn)生很大的影響，所以對(duì)軟巖的處理就成了煤礦開(kāi)采的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)煤礦軟巖巷道支護(hù)工作也就成為工程技術(shù)人員關(guān)注的課題。本文首先分析煤礦井下軟巖巷道的支護(hù)問(wèn)題，重點(diǎn)論述煤礦井下軟巖巷道支護(hù)技術(shù)，以供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：軟巖；軟巖巷道；支護(hù)

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

0 引言

地下開(kāi)采一直以來(lái)都是我國(guó)煤炭資源獲取的主要方式，這就需要在礦井下面挖掘足夠的巷道。對(duì)于煤礦建設(shè)和生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，必須保證巷道的通暢和圍巖的穩(wěn)定。由于煤礦井下巷道支護(hù)受、地應(yīng)力強(qiáng)度、圍巖破碎松軟度、巷道與硐室斷面程度等不同因素的影響，這就需要改進(jìn)和提高煤礦巷道支護(hù)技術(shù)，尤其是煤礦井下軟巖巷道的支護(hù)技術(shù)。本文重點(diǎn)論述井下軟巖巷道支護(hù)技術(shù)，為煤礦的安全生產(chǎn)提供重要的理論支持。

1 煤礦井下軟巖巷道的支護(hù)問(wèn)題分析

在軟巖巷道變形上，軟巖巷道表現(xiàn)為蠕變變形的特點(diǎn)，有三個(gè)時(shí)期，具備顯著的時(shí)間性。在變形的初級(jí)階段，能夠快速地形成壓力和存在較大的變形量，這是巷道穩(wěn)定性的有效應(yīng)用。倘若不能夠?qū)崟r(shí)地控制軟巖巷道變形，冒落巖塊的情況會(huì)發(fā)生，這會(huì)損壞巷道。不兼顧軟巖的變形特點(diǎn)，支護(hù)通過(guò)剛性支架進(jìn)行就較難維護(hù)巷道，也會(huì)壓壞支架，從而導(dǎo)致巷道的垮落。另外，軟巖巷道大部分是環(huán)向的受壓方式，缺少對(duì)稱(chēng)性，在開(kāi)挖巷道的時(shí)候，變形的頂板較易冒落，以及導(dǎo)致底板的底鼓，倘若不能夠?qū)崟r(shí)地控制底板的底鼓，就會(huì)使巷道受到破壞。在增加煤礦井下深度的過(guò)程中，會(huì)加大軟土巷道的變形量。在不同的地質(zhì)狀況以及煤礦區(qū)域，一種獨(dú)特的軟化臨界深度會(huì)形成，超出了此深度會(huì)提升支護(hù)的難度?；趹?yīng)力的影響作用，變形的軟巖巷道具備相應(yīng)的方向性。軟巖的失水和吸水都會(huì)由某種意義上導(dǎo)致軟巖的變形膨脹和泥化，從而使巷道受到破壞。

在支護(hù)軟巖巷道上，變形的圍巖會(huì)使其機(jī)理受到破壞，應(yīng)當(dāng)對(duì)圍巖變形以及支護(hù)的過(guò)程進(jìn)行協(xié)調(diào)，進(jìn)而選用適宜的支護(hù)參數(shù)與方式，實(shí)時(shí)地加以支護(hù)。在硬巖和軟巖上，巖體的特點(diǎn)存在差異性，應(yīng)當(dāng)選用適宜的支護(hù)方法。其中，制約巷道穩(wěn)定行動(dòng)一個(gè)關(guān)鍵要素是支護(hù)參數(shù)，一般的選擇根據(jù)工程類(lèi)比的方法。針對(duì)簡(jiǎn)單的地質(zhì)狀況來(lái)講，通過(guò)工程類(lèi)比的方法對(duì)支護(hù)參數(shù)的選用能夠?qū)崿F(xiàn)基本的需要，可是針對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)狀況而言，就難以實(shí)現(xiàn)支護(hù)需要。

支護(hù)軟巖巷道重點(diǎn)表現(xiàn)為圍巖表明約束力、開(kāi)始支護(hù)剛度，以及圍巖自承圈厚度上。在圍巖自承圈厚度上，應(yīng)用端錨錨桿較難實(shí)現(xiàn)錨桿桿體的長(zhǎng)度，導(dǎo)致浪費(fèi)，進(jìn)而難以抵抗圍巖壓力。在開(kāi)始支護(hù)剛度上，由于開(kāi)挖巷道導(dǎo)致的圍巖變形，因此會(huì)對(duì)支護(hù)體導(dǎo)致相應(yīng)的壓力。從某種意義上來(lái)講，支護(hù)體的剛度使圍巖的抗壓性受到制約。增加支護(hù)體剛度會(huì)提高圍巖抗壓性。倘若支護(hù)的剛度太大，較難適應(yīng)圍巖的變形量和變形速度，那么會(huì)使巷道受到破壞。在圍巖約束力上，支護(hù)體受到高應(yīng)力與構(gòu)造應(yīng)力的制約，巖石破壞、變形、松動(dòng)的情況會(huì)發(fā)生在較為薄弱之處，這使破碎區(qū)形成，而存在的破碎區(qū)會(huì)使圍巖的自承圈受到破壞。借助通常的錨網(wǎng)噴加以支護(hù)，那么難以使噴體的強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)需要。

2 煤礦井下軟巖巷道支護(hù)技術(shù)

（1）錨桿支護(hù)的原理。在支護(hù)巷道的時(shí)候，錨桿支護(hù)系統(tǒng)的剛度非常關(guān)鍵，特別是錨桿的預(yù)應(yīng)力會(huì)直接影響到支護(hù)作用。借助錨桿加以支護(hù)應(yīng)當(dāng)對(duì)煤礦巷道圍巖的實(shí)際情況進(jìn)行有效地把握，確保選用適宜的錨桿預(yù)應(yīng)力，在高預(yù)應(yīng)力的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)使錨桿的強(qiáng)度提升。借助錨桿加以支護(hù)，重點(diǎn)是借助錨固區(qū)對(duì)圍巖新裂縫的擴(kuò)張性、裂縫的張開(kāi)和離層進(jìn)行控制，確保圍巖處于受壓的狀態(tài)，盡可能地防止圍巖的拉伸、變形彎曲，以及剪切破壞。借助錨桿支護(hù)從某種意義上確保了錨固區(qū)圍巖的完整性，實(shí)現(xiàn)了錨固區(qū)圍巖穩(wěn)定性與整體強(qiáng)度的提升。錨桿的支護(hù)性能關(guān)鍵憑借擴(kuò)散預(yù)應(yīng)力進(jìn)行。錨桿的單獨(dú)應(yīng)用，其體現(xiàn)預(yù)應(yīng)力的范圍較小，應(yīng)當(dāng)借助其它的構(gòu)件，像是鋼帶、托板、金屬網(wǎng)等，盡可能地體現(xiàn)錨桿預(yù)應(yīng)力的功能。在借助錨桿開(kāi)展支護(hù)的時(shí)候，錨索功能的體現(xiàn)重點(diǎn)表現(xiàn)為：一是借助錨索的預(yù)緊力，對(duì)巖層當(dāng)中的間斷斷面、節(jié)理裂縫、層理等擠緊和壓密，以使斷面的抗剪性能增強(qiáng)，進(jìn)而使圍巖的強(qiáng)度大大地提升。二是借助錨桿連接形成的次生承載構(gòu)造和深部圍巖，從某種程度上使次生承載構(gòu)造的可靠性增強(qiáng)。

（2）煤礦井下軟巖巷道的支護(hù)技術(shù)。第一，提高支護(hù)噴層的強(qiáng)度、剛度，也能夠在較為薄弱之處，加固錨梁加以支護(hù)，從而強(qiáng)化圍巖表面約束力，以及對(duì)圍巖破碎區(qū)范圍的縱深發(fā)展進(jìn)行有效地控制。第二，選用適宜的時(shí)機(jī)強(qiáng)化二次性支護(hù)，以使支護(hù)的強(qiáng)度提升，確保支護(hù)開(kāi)始的柔性。在確保巷道可靠性的前提條件下，控制圍巖的變形，確保其可以釋放足夠的能力。另外，在二次性的支護(hù)之后，應(yīng)當(dāng)確保支護(hù)體的強(qiáng)度、剛度，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)圍巖變形的控制。第三，針對(duì)支護(hù)軟巖巷道厚壁來(lái)講，能夠借助對(duì)螺紋鋼等其它強(qiáng)錨桿的全長(zhǎng)錨固，以支護(hù)軟巖巷道厚壁。第四，對(duì)變形圍巖的破壞區(qū)域進(jìn)行控制，以使圍巖的強(qiáng)度以及圍巖的自承能力提升。能夠推廣與應(yīng)用光面爆破技術(shù)，以使圍巖震動(dòng)干擾大大地減少，從一定程度上控制圍巖的環(huán)向裂縫，盡可能地確保圍巖整體的強(qiáng)度。也能夠?qū)ο锏乐車(chē)墓饣耘c平整性進(jìn)行維持，從而對(duì)集中的應(yīng)力進(jìn)行控制，使破壞的圍巖減少。還能夠借助膨脹性的材料填滿錨桿孔，進(jìn)行全長(zhǎng)錨固，最終使圍巖自承性能增強(qiáng)。

3 結(jié)論

綜上所述，煤礦軟巖支護(hù)技術(shù)，在不同的理論支持下，得到了廣泛的應(yīng)用和進(jìn)一步的發(fā)展。隨著煤礦巷道周邊圍巖地質(zhì)條件的不斷惡化，相應(yīng)的支護(hù)難度也逐漸增加，因此，煤礦巷道軟巖支護(hù)技術(shù)還需不斷改進(jìn)和完善，保證煤礦工程的穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：韓青松（1983-），男，山東鄒城人，本科，助理工程師，主要從事煤礦掘進(jìn)技術(shù)管理工作。