張祥君

摘 要： 地下礦山的開采過程中，巷道是必要的通行設(shè)施。在巷道開通中，經(jīng)常遇到軟巖型地質(zhì)，這對(duì)于巷道的支護(hù)技術(shù)提出了較高的要求。如果支護(hù)技術(shù)不到位，很容易造成巷道坍塌，導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故，本文對(duì)地下開采礦山軟巖巷道支護(hù)技術(shù)進(jìn)行研究談到，提高地下開采礦山軟巖巷道的安全性。

關(guān)鍵詞： 軟巖巷道;支護(hù);施工

【中圖分類號(hào)】TD313 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.31.265

前言：隨著人類社會(huì)的發(fā)展，人類對(duì)于礦產(chǎn)資源的開采越來越高，礦產(chǎn)資源開采的深度也越來越大。在地下開采礦山中，巷道是重要的通行設(shè)施，但是由于受到多種因素的影響，尤其是軟巖型地質(zhì)狀態(tài)下，巷道需要進(jìn)行支護(hù)以保證人員和設(shè)備的安全。在礦山軟巖巷道的建設(shè)中出現(xiàn)了越來越多的復(fù)雜地質(zhì)條件下的巷道工程，礦山軟巖巷道穩(wěn)定與支護(hù)也越來越受到關(guān)注。礦山軟巖巷道的穩(wěn)定性直接關(guān)系到巷道工程的施工安全與質(zhì)量，因此，對(duì)其支護(hù)技術(shù)展開研究非常有必要。

1 礦山軟巖巷道概述

礦山軟巖巷道主要有依據(jù)巷道圍巖的巖石性質(zhì)，包括物理強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、彈性波速和變形模量等性質(zhì)對(duì)巖石的質(zhì)量指標(biāo)評(píng)估，這些指標(biāo)主要用于評(píng)估巷道圍巖巖體結(jié)構(gòu)的完整性，然后分析地層的地下水情況，地下水的分布、流動(dòng)以及變換對(duì)于巷道圍巖的結(jié)構(gòu)的影響。礦山軟巖巷道穩(wěn)定性是指在開挖巷道時(shí)，通過一定的手段對(duì)巷道內(nèi)的圍巖進(jìn)行支護(hù)，保證巷道圍巖不發(fā)生坍塌事故，不出現(xiàn)變形，使巷道圍巖保持穩(wěn)固的狀態(tài)。地質(zhì)環(huán)境、支護(hù)方式以及施工技術(shù)三種因素相互獨(dú)立又綜合性的對(duì)巷道的穩(wěn)定性構(gòu)成影響。對(duì)于礦山軟巖巷道的穩(wěn)定性喪失的判斷目前并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)，巷道圍巖穩(wěn)定性喪失的判斷是一個(gè)比較困難的問題，尤其是復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境中時(shí)有坍塌事故的發(fā)生，更加大了判斷難度。

2 影響礦山軟巖巷道穩(wěn)定性的因素

2.1 原巖應(yīng)力狀態(tài)的影響。

在巖體沒有開挖前的受力狀態(tài)為原巖應(yīng)力狀態(tài)，原巖應(yīng)力的主要主要施力方向和原巖應(yīng)力的大小對(duì)于巷道開挖后礦山軟巖巷道的造成的影響不同，礦山軟巖巷道受到的破壞程度也不同。

2.2 巖體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響。

礦山軟巖巷道的穩(wěn)定性最重要的影響因素是巖體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。巖體的結(jié)構(gòu)主要有整體型、散體型、層狀結(jié)構(gòu)和碎裂結(jié)構(gòu)等，而圍巖根據(jù)巖體結(jié)構(gòu)的不同又分為脆性圍巖和塑性圍巖兩類，整體性和層狀結(jié)構(gòu)的巖體常形成脆性圍巖，其質(zhì)體堅(jiān)硬，具有很高的強(qiáng)度;而散體型和碎裂結(jié)構(gòu)的圍巖常形成塑性圍巖，其結(jié)構(gòu)松散，力學(xué)強(qiáng)度較低，對(duì)礦山軟巖巷道產(chǎn)生不利的影響。圍巖的穩(wěn)定性主要由巖體中的軟弱層的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)決定。

2.3 地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的影響。

地質(zhì)運(yùn)動(dòng)會(huì)對(duì)巖體的完整性造成巨大的破壞，地質(zhì)運(yùn)動(dòng)越活躍，巖體整體性就越差，穩(wěn)定性也越差，因此巷道開挖選址時(shí)要避免地質(zhì)運(yùn)動(dòng)活躍的地區(qū)。地質(zhì)運(yùn)動(dòng)會(huì)形成斷層帶，巷道如果必須穿越斷層帶，距離越長，礦山軟巖巷道的穩(wěn)定性就越差。

2.4 地下水的影響。

地下水對(duì)于巷道穩(wěn)定性的影響很大，主要是因?yàn)樗梢攒浕瘞r體，降低巖體的強(qiáng)度，其次，地下水在流動(dòng)時(shí)會(huì)帶走一部分夾層物質(zhì)，降低夾層間的摩阻力，使巖體失去穩(wěn)定性，礦山軟巖巷道中很多失穩(wěn)事故都是由于地下水的沖刷引起的。

3 礦山軟巖巷道穩(wěn)定性的支護(hù)技術(shù)

礦山軟巖巷道的支護(hù)技術(shù)較多，以下簡單介紹幾種：

3.1 預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)。

礦山軟巖巷道要及時(shí)通過預(yù)應(yīng)力錨桿進(jìn)行加固，避免礦山軟巖巷道出現(xiàn)縫隙或者防止縫隙擴(kuò)大擴(kuò)散。預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)可以通過懸吊、組合梁的方式形成梁拱，起到支護(hù)的作用，在礦山軟巖巷道頂端部分采取深部錨固的方式，可以產(chǎn)生強(qiáng)懸吊效果的作用力，并且預(yù)應(yīng)力錨桿可以使層狀的礦山軟巖巷道巖體組合在一起，使其更具有整體性。

3.2 錨索支護(hù)技術(shù)。

礦山軟巖巷道穩(wěn)定性的支護(hù)中，錨桿支護(hù)是通過柔性較好的鋼絞線實(shí)施的，鋼絞線的固定位置在巖層的深處，因此它可以將自身主體結(jié)構(gòu)的受力傳入到巖層的內(nèi)部，以此為基礎(chǔ)形成了強(qiáng)大的拉應(yīng)力，其受到的力越強(qiáng)，巖層深處的拉應(yīng)力也越強(qiáng)，進(jìn)而形成了良性循環(huán)，在巨大的拉應(yīng)力作用下，圍巖出現(xiàn)了一定的彈性進(jìn)而被巨大的荷載壓縮為承載力較強(qiáng)的拱狀，對(duì)礦山軟巖巷道起到了主動(dòng)加固補(bǔ)強(qiáng)的作用。

3.3 注漿錨固技術(shù)。

礦山軟巖巷道自身不僅是荷載同時(shí)也是穩(wěn)固的承載體。因此，支護(hù)體系要有效利用圍巖自身承載能力，其效果也要好于自身單獨(dú)提供的支護(hù)能力。面對(duì)地質(zhì)情況比較松軟的破碎巖體，錨桿無法發(fā)揮出有效的作用，尤其是礦山軟巖巷道松動(dòng)的時(shí)候，單靠錨桿的支護(hù)無法提供足夠的支護(hù)，此時(shí)可以采用注漿錨固技術(shù)，通過注漿的方式提升巖體的整體性和強(qiáng)度，進(jìn)而提升巖體的粘合力和內(nèi)摩擦力，同時(shí)也提升了錨桿的作用效果，最終整體提升了圍巖的強(qiáng)度和承載能力。

3.4 高應(yīng)力轉(zhuǎn)移。

將礦山軟巖巷道高應(yīng)力的部分通過一定的方式將應(yīng)力分散轉(zhuǎn)移到巖體的深處，并結(jié)合注漿錨固的方式，深入到巖體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)之內(nèi)，擴(kuò)大了應(yīng)力的承載的范圍。高應(yīng)力轉(zhuǎn)移的方式有效的緩解了礦山軟巖巷道局部承載荷載過大的問題，改善了礦山軟巖巷道整體的應(yīng)力狀態(tài)，增強(qiáng)了巖體強(qiáng)度。

4 礦山軟巖巷道穩(wěn)定性的控制

礦山軟巖巷道面對(duì)的地質(zhì)情況復(fù)雜，很多時(shí)候不是單一的影響因素，因此一定要根據(jù)礦山軟巖巷道工程的實(shí)際情況進(jìn)行綜合分析，并采取相應(yīng)的支護(hù)方式，按照礦山軟巖巷道的的要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，有效提高礦山軟巖巷道的穩(wěn)定性和施工的安全性。

4.1 現(xiàn)場監(jiān)測。

信息化技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)場監(jiān)測在礦山軟巖巷道的穩(wěn)定性監(jiān)控中越來越重要，通過實(shí)時(shí)的對(duì)巷道巖體的受力狀態(tài)和形變進(jìn)行監(jiān)控量測，并通過分析確定巷道的開挖施工技術(shù)和支護(hù)手段，可以更有效的控制礦山軟巖巷道穩(wěn)定性，并對(duì)突發(fā)情況進(jìn)行預(yù)警，提高施工的安全性。

4.2 提前加固。

礦山軟巖巷道的穩(wěn)定性在各種因素的影響下一直在變化之中，固定支護(hù)的措施無法隨時(shí)適應(yīng)圍巖穩(wěn)定性的變化，因此通過監(jiān)測手段，對(duì)礦山軟巖巷道的變化情況進(jìn)行預(yù)測，在礦山軟巖巷道失穩(wěn)之前提前進(jìn)行預(yù)加固支護(hù)處理，提高礦山軟巖巷道的穩(wěn)定性，保證施工的安全。

結(jié)束語：我國的地域廣闊，未來的礦山軟巖巷道面對(duì)的情況也將越來越復(fù)雜。礦山軟巖巷道的整體施工安全與質(zhì)量與礦山開采的效率息息相關(guān)，而支護(hù)技術(shù)是礦山軟巖巷道穩(wěn)定性的保障。面對(duì)越來越多的礦山軟巖巷道建設(shè)和復(fù)雜多變的地質(zhì)情況，礦山軟巖巷道的支護(hù)工作不停的受到挑戰(zhàn)，但是只要結(jié)合礦山軟巖巷道工程的實(shí)際情況進(jìn)行有效分析，通過選擇合適的聯(lián)合支護(hù)技術(shù)，按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行施工，一定可以有效加強(qiáng)礦山軟巖巷道的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1] 王衛(wèi)軍，侯朝炯軟巖巷道支護(hù)參數(shù)優(yōu)化與工程實(shí)踐[J]巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2010.

[2] 趙先剛.錨注聯(lián)合支護(hù)技術(shù)在高應(yīng)力松軟圍巖巷道中的應(yīng)用[J]，煤炭工程，2007（2）;38-40.

[3] 郭志飚.第三系深部軟巖礦井錨網(wǎng)索-桁架耦合支護(hù)原理與技術(shù)[博士學(xué)位論文][D].北京：中國礦業(yè)大學(xué)，006.