耿以響

（山東黃金礦業(yè)（萊西）有限公司，山東 萊西 266600）

我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展擴(kuò)大了礦山開采的范圍和工作量，因此在較軟的巷道的支護(hù)工作中存在的問(wèn)題也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，如何確保軟巖地下工程支護(hù)的正常高效開展，對(duì)整個(gè)世界來(lái)說(shuō)，都是必要且重要的問(wèn)題，現(xiàn)階段，工程類比法在相關(guān)領(lǐng)域的使用頻率較高。但是，實(shí)際上，軟巖具備一定的復(fù)雜性和多樣性，所以對(duì)軟巖地下工程支護(hù)理論和技術(shù)的研究要在對(duì)軟巖的類型進(jìn)行明確和整理后才可以開展，要針對(duì)軟巖地下工程的不同情況進(jìn)行針對(duì)性的要求，嚴(yán)格遵守支護(hù)原則。而日后的軟巖工程的數(shù)量必定會(huì)隨著礦山開采的深度的增大和地質(zhì)條件的多樣性而增加，因此，為了更好的推進(jìn)軟巖支護(hù)理論的完善，要首先做好軟巖的分類工作，同時(shí)確保和提高軟巖支護(hù)技術(shù)的科學(xué)化[1]。

1 軟巖的概念

通常情況下，我們稱存在于巷道和隧道施工中的帶有黏土的巖石為軟巖，常見(jiàn)的軟巖有泥巖或者黏土巖等等，在眾多軟巖當(dāng)中，最具代表性的便是泥巖。泥巖中的粘土通常情況下含有50%～70%以上的小于0.005mm顆粒。粘土中含有的礦物成分包含高嶺土、伊利石等等。泥巖比較容易風(fēng)干，將其放于水中后，往往在幾小時(shí)或幾天內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)崩解的現(xiàn)象，并且風(fēng)干后的泥巖在二次吸水后會(huì)出現(xiàn)不同程度的膨脹現(xiàn)象，高嶺土和伊利石的膨脹能力較低。泥巖的膨脹主要是由于其含有的蒙脫石，蒙脫石的含量和泥巖的膨脹能力呈現(xiàn)正比。泥巖的特點(diǎn)在于其較輕的容重、較大的孔隙率、較高的含水量等等，并且如果外界的含水量出現(xiàn)變化波動(dòng)，泥巖的性質(zhì)也會(huì)隨之出現(xiàn)變化[2]。由于泥巖的強(qiáng)度較低、較易塑形、蠕變性較強(qiáng)以及遇水后易膨脹的特點(diǎn)，當(dāng)巷道底版存在泥巖，就可能會(huì)出現(xiàn)底鼓的現(xiàn)象，如果在巷道周圍泥巖的覆蓋范圍較廣，則可能導(dǎo)致不同方向都發(fā)生塑形變形以及蠕變變形的現(xiàn)象，嚴(yán)重的甚至?xí)l(fā)生膨脹，影響巷道的維護(hù)進(jìn)度和效率。

（1）地質(zhì)軟巖。通常情況下，我們稱單軸抗壓強(qiáng)度低于25MPa的較為零碎的、同時(shí)具備一定的風(fēng)化膨脹性的巖體稱為地質(zhì)軟巖，這類巖石通常是類似泥巖、頁(yè)巖、粉砂巖和泥質(zhì)巖石這類強(qiáng)度較低的巖石，同時(shí)，這類巖石的形成主要依靠大自然的天然力量，在國(guó)際中將單軸抗壓強(qiáng)度在0.5MPa～25MPa中的巖石認(rèn)定為地質(zhì)軟巖，對(duì)其進(jìn)行分類的主要標(biāo)準(zhǔn)在于其強(qiáng)度指標(biāo)。但是如果將該定義用于工程實(shí)際工作中時(shí)會(huì)出現(xiàn)沖突點(diǎn)，如果巷道的位置具有較低的安全深度，這就會(huì)導(dǎo)致其地應(yīng)力較弱，這時(shí)低于25MPa的巖石也不會(huì)具備軟巖應(yīng)具有的特點(diǎn)；但是，即使是大于25MPa的巖石，如果其工程部位的深度足夠，地應(yīng)力的水平也足夠，同樣會(huì)出現(xiàn)軟巖應(yīng)具備的特點(diǎn)，因此這個(gè)對(duì)軟巖的定義在用于實(shí)際工作中時(shí)存在矛盾點(diǎn)。

（2）工程軟巖。我們將在工程力的影響下出現(xiàn)塑形變形的工程巖體稱為工程軟巖?，F(xiàn)階段對(duì)軟巖的定義的重點(diǎn)往往在軟巖的軟、弱、松、散等強(qiáng)度較弱的特點(diǎn)上。但是這一個(gè)性的定義重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的在于軟巖的強(qiáng)度特征，并且重點(diǎn)在于軟巖實(shí)際承受的工程荷載力，必須嚴(yán)格圍繞軟巖的強(qiáng)度以及工程力的荷載性展開分析，對(duì)軟巖的相對(duì)性質(zhì)的本質(zhì)進(jìn)行分析和掌握。當(dāng)工程力確定時(shí)，巖體的不同會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度的不同，如果強(qiáng)度遠(yuǎn)大于工程力水平，這時(shí)就會(huì)突顯出軟巖的力學(xué)特性，如果強(qiáng)度較低于工程力水平，這時(shí)同樣可能突顯出軟巖的力學(xué)特性；并且針對(duì)同種類型的巖石，工程力大小的不同也會(huì)影響軟巖的特性，當(dāng)工程力較低時(shí)，可能體現(xiàn)出硬種巖的變形特性，工程力較高時(shí)，可能體現(xiàn)出軟巖的變形特性。

2 巷道支護(hù)原理

根據(jù)過(guò)去的金屬礦山的巷道支護(hù)工作可以得出結(jié)論，主要方法通常有以下兩種：

第一是被動(dòng)的支護(hù)，這種支護(hù)形式的開展主要依靠木支架以及砌暄支護(hù)等技術(shù)和設(shè)備的幫助。具備的特征主要有，如果外界對(duì)其產(chǎn)生一定的作用力，其結(jié)構(gòu)通常不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的波動(dòng)和變化，其支護(hù)強(qiáng)度和需求之間不對(duì)等。

第二是主動(dòng)支護(hù)，常見(jiàn)的形式有：錨桿、錨索、錨噴、錨網(wǎng)噴等。這些工作的重點(diǎn)在于通過(guò)外界的幫助對(duì)圍巖的結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而全面的完善結(jié)構(gòu)的自身能力和自身性能，可以通過(guò)提高圍巖結(jié)構(gòu)的高度以及對(duì)負(fù)荷的承載能力幫助圍巖和支撐框架進(jìn)行結(jié)合。從錨注支護(hù)技術(shù)的功能這一角度出發(fā)，它的實(shí)質(zhì)在于在主動(dòng)支護(hù)的幫助下實(shí)現(xiàn)混合支護(hù)。另外，軟巖的結(jié)構(gòu)通常較為復(fù)雜，具有一定的綜合性，因此在長(zhǎng)時(shí)間的使用中往往會(huì)出現(xiàn)或大或小的損壞，如果只采用單一的支護(hù)形式，很難進(jìn)行掌控。因此，根據(jù)以上分析可得，在工作中要注重以內(nèi)注漿錨桿為主的錨注支護(hù)體系，這樣可以更好的解決軟巖巷道的支護(hù)問(wèn)題。

3 錨注支護(hù)機(jī)理

錨注支護(hù)不僅具備錨桿支護(hù)高效的特點(diǎn)，同時(shí)其在注漿加固方面也具備一定的優(yōu)勢(shì)。第一要根據(jù)巷道內(nèi)軟巖的真實(shí)情況采用最科學(xué)的方法完成噴漿工作，并且在噴漿結(jié)束后要進(jìn)行密封工作，并且要對(duì)鉆孔的位置進(jìn)行合理的確定，要確保將注漿錨桿固定的孔內(nèi)。注漿錨桿的作用不僅要體現(xiàn)在支護(hù)方面，還要體現(xiàn)在注漿操作方面。要通過(guò)對(duì)漿液的澆筑工作，不斷充實(shí)漿脈，對(duì)裂縫處進(jìn)行填充，將其結(jié)合為一個(gè)整體，同時(shí)要在不同結(jié)構(gòu)的幫助下對(duì)外界的作用力進(jìn)行支撐和荷載?，F(xiàn)階段我國(guó)在錨注支護(hù)方面仍然存在很多的問(wèn)題和不足，因此，在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，通常采用的方式還是通過(guò)工程類比和監(jiān)督管理等等方法完成對(duì)工程的設(shè)計(jì)。在大多數(shù)人的認(rèn)識(shí)中，對(duì)軟土巖體的結(jié)構(gòu)變化的管控要通過(guò)對(duì)圍巖淺層位置移動(dòng)的控制實(shí)現(xiàn)，當(dāng)淺部圍巖的力學(xué)性質(zhì)可以盡可能的緩解圍巖形狀變化帶來(lái)的影響，巷道的支護(hù)工作的工作效率就可以得到一定的保證。

4 錨注支護(hù)體系

和砌暄、金屬支架等被動(dòng)支護(hù)兩項(xiàng)工作相比，錨桿支護(hù)工作具備一定的主動(dòng)優(yōu)勢(shì)，就是說(shuō)在支護(hù)圍巖結(jié)構(gòu)時(shí)占有主導(dǎo)地位，錨桿支護(hù)工作的工作效率在很大程度上取決于所錨巖體的整體性能。當(dāng)處于深處的高應(yīng)力的極軟巖巷道，圍巖的可錨性水平在很大程度上影響著錨桿錨固力強(qiáng)度的大小。錨注新型支護(hù)技術(shù)可以更好的實(shí)現(xiàn)錨桿和注漿二者工作的結(jié)合，可以在錨桿的幫助下完成對(duì)漿液澆筑的運(yùn)輸工作。另外根據(jù)圍巖的整體特點(diǎn)，在進(jìn)行巷道的修補(bǔ)工作時(shí)，可以依據(jù)這種聯(lián)合的支護(hù)結(jié)構(gòu)，可以采用專業(yè)的設(shè)備進(jìn)行單體錨桿的銜接，這樣可以將錨桿結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)充分的凸顯出來(lái)，然后進(jìn)行混凝土噴漿，這樣可以更好的發(fā)揮支護(hù)的作用和功能。而針對(duì)一些無(wú)法進(jìn)行整體修護(hù)的結(jié)構(gòu)，可以采用適當(dāng)?shù)拇胧?duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定，可以在具有一定長(zhǎng)度和大直徑的錨桿對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)充，將其進(jìn)行結(jié)合使用。

5 支護(hù)方式的選擇

過(guò)去的工作中，對(duì)巖層挖掘工作在一定程度上影響了對(duì)巖體的預(yù)應(yīng)力，因此這在很大程度上影響了礦體圍巖的結(jié)構(gòu)以及采空區(qū)的預(yù)應(yīng)力，另外，重新劃分結(jié)構(gòu)也在很大程度上導(dǎo)致圍巖周圍和采空區(qū)上方的巖層形狀發(fā)生變化，甚至出現(xiàn)裂縫的問(wèn)題。如果只采用U型棚的支護(hù)技術(shù)會(huì)帶來(lái)很多問(wèn)題和弊端。例如：①導(dǎo)致頂層礦巖結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題，過(guò)于疏松的結(jié)構(gòu)不利于支護(hù)工作的開展，問(wèn)題的發(fā)生頻率較高，影響挖掘工作的進(jìn)度。②如果在采空區(qū)中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫的問(wèn)題，就大大降低了結(jié)構(gòu)的安全性，要勤通風(fēng)，盡可能避免火災(zāi)現(xiàn)象的發(fā)生。③資源的開采在很大程度上決定著巷道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，因此在進(jìn)行后來(lái)的挖掘工作時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)外界壓力作用于巷道上的現(xiàn)象，單一的U形棚支護(hù)很難對(duì)其形狀進(jìn)行穩(wěn)定，所以，如果想盡可能的提高結(jié)構(gòu)的安全性和使用年限，降低成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，就要在掘進(jìn)采空區(qū)之前注重對(duì)采空區(qū)的鉆孔工作，要在珠注漿備的幫助下向鉆孔內(nèi)注入水泥，水泥自身具有的凝固力和堅(jiān)固力可以很好的將圍巖膠進(jìn)行結(jié)合，提高巖體的硬度和強(qiáng)度，大大加快了后續(xù)掘進(jìn)的工作進(jìn)度。

6 參數(shù)選擇注意事項(xiàng)

在進(jìn)行漿液澆筑孔洞的打造工作時(shí)，要嚴(yán)格的按照標(biāo)準(zhǔn)和既定的流程進(jìn)行，同時(shí)要注意對(duì)周圍雜質(zhì)的清理工作，錨注孔的位置要和巷道輪廓的縱向保持垂直，管道之間要利用專業(yè)的手段進(jìn)行鏈接，盡量不使用鐵絲對(duì)其進(jìn)行加固；在進(jìn)行孔洞的打造時(shí)，工作人員要注意和孔洞保持適當(dāng)?shù)木嚯x，從而盡可能的確保安全性；為了盡可能的降低安全事故的發(fā)生頻率，在抽推風(fēng)錘時(shí)要注意力度的把握，要盡量避免在水平方向輸出壓力；在對(duì)注漿管道進(jìn)行設(shè)置時(shí)要進(jìn)行加固處理；另外為了盡可能降低圍巖結(jié)構(gòu)的故障頻率，要確保支架和拆除工作的同步進(jìn)行，除此以外，在進(jìn)行挖掘工作時(shí)，最好選擇人工完成。

7 經(jīng)濟(jì)效果分析

由于錨注支護(hù)技術(shù)自身周期短、成本低以及工作效率高等優(yōu)勢(shì)，和其他技術(shù)相比，這一技術(shù)可以為企業(yè)帶來(lái)了更多的經(jīng)濟(jì)效益，提高工作效率。

8 結(jié)語(yǔ)

采用主動(dòng)支護(hù)原理的錨注支護(hù)方式可以提高對(duì)工程的適應(yīng)能力，對(duì)井下軟巖巷道破壞區(qū)內(nèi)的圍巖進(jìn)行注漿，不僅可以增強(qiáng)圍巖的內(nèi)聚力和摩擦力，還可以增強(qiáng)圍巖的強(qiáng)度，凸現(xiàn)巖體的承載力。對(duì)圍巖注漿加固的研究顯示，在高強(qiáng)度水泥的幫助下，注漿可以將圍巖的強(qiáng)度提高近兩倍。同時(shí)錨注后圍巖的一些性能也隨之發(fā)生改變，例如其圍巖變形量大大降低，在變形結(jié)束后的一段時(shí)間，其都會(huì)處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)。錨注支護(hù)不僅象征了科技的不斷發(fā)展，還展示了其在安全方面和處理資金方面的合理性，對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展和革新能夠推動(dòng)我國(guó)更好的治理深部高應(yīng)力極軟巖巷道，促進(jìn)我國(guó)礦井生產(chǎn)工作安全性的提高。錨注支護(hù)不僅技術(shù)達(dá)標(biāo)，同時(shí)具備了絕對(duì)的經(jīng)濟(jì)合理性，并且，其可以推進(jìn)我國(guó)對(duì)深部高應(yīng)力極軟巖巷道的治理工作，促進(jìn)了我國(guó)礦井生產(chǎn)工作的安全性和經(jīng)濟(jì)性的發(fā)展。