軟巖巷道掘進支護方法研究

辛洪瑞

(太原煤氣化股份有限公司嘉樂泉煤礦)

軟巖巷道掘進支護方法研究

辛洪瑞

(太原煤氣化股份有限公司嘉樂泉煤礦)

本文對軟巖巷道的掘進與支護技術進行了相關的探討，會對軟巖巷道的掘進與支護造成影響的因素有很多，如軟巖的分類以及破壞變形所具備的多樣性和復雜性。本文對軟巖巷道圍巖的破壞變形原因以及特征進行了分析，同時對軟巖巷道的破壞機理進行了探討，對支護的方法進行優化，以此對軟巖巷道的變形進行有效的控制。本文以劉莊礦為例，希望能夠對軟巖巷道日后的支護設計帶來一定幫助。

軟巖巷道 巷道掘進 巷道支護

在國民的經濟發展中，礦業是其中一個支柱型產業，而在礦業的發展中，井巷掘進則是其中最為關鍵的一個基本工藝環節，能夠確保礦山的持續發展。近幾年來，我國的井下的巷道掘進存在著大量的問題，其中軟巖巷道支護的問題對礦山的開采有著直接的影響，軟巖是對高應力、風化蝕變、流變、膨脹、松散、破碎以及軟弱巖體的總稱，軟巖又能夠分為工程軟巖與地質軟巖兩種。當前，受到人們的廣泛認同的軟巖概念主要有五種類型，分別是：膨脹型、流變型、松散型、破碎型以及高地應力型，在這種情況下，對軟巖巷道如何進行合理的支護就是當前必須要解決的首要問題。

一、軟巖巷道出現破壞變形的機理與原因

（一）軟巖巷道的破壞機理

軟巖一旦處于非線性、塑性的大變形階段，變形場就屬于非線性力學場，所以，軟巖巷道與硬巖巷道的破壞機理完全不同。對軟巖巷道圍巖的強度、巷道的變形量、應力的狀態以及圍巖的礦物成分進行具體的分析，同時根據軟巖工程的力學理論對礦山的類型進行確認。如果荷載情況高于支護極限的承載力的時候，巷道的圍巖必然會出現變形，支護也必然會遭到破壞。這些類型的外荷載力主要有六種，分別是：第一，履巖的壓力；第二，構造應力；第三，膨脹應力；第四，碎脹應力；第五，支承壓力；第六，沖擊地壓。對支護的穩定造成影響的主要因素就是外力的作用，但是，巖石的性質也能夠起到非常重要的作用，巖石上述應力的作用之下，圍巖就會出現失穩的情況，這也就會造成支護失穩的情況發生。

（二）軟巖巷道的變形原因

第一，巷道出現失穩情況的主要原因就是因為圍巖沒有足夠的承載能力。在室內進行巖石的力學試驗能夠得只，巷道圍巖的抗壓強度如果不超過21.0MPa，這種類型就是最為典型的軟巖結構。此外，巷道內的斷層使得破碎帶增加，這也會對圍巖整體的承載能力造成較大的影響。

第二，地應力較大，巷道所在地區存在大量的斷層、地質條件也不是很好，主要的應力是水平應力，同時，應力的數值較大。

第三，支護原本的參數不夠合理。支護原本的參數容易出現下面幾種問題，支護的強度不足，無法形成一個整體的支護效果；托盤與錨桿無法匹配，托盤的厚度也明顯不足，有些托盤出現翻轉、內陷的情況，以至于錨固失去效果。此外，在進行施工的過程中，如果出現部分錨桿的預緊力不足、巷道的支護工作滯后等現象，巷道中關鍵的部位就會最先出現失穩、破壞，導致斷面整體失效；應力的集中區域沒有采取相應的措施進行控制，在巷道的底板中，圍巖容易出現高應力的現象，導致巷道的底板出現明顯的剪切破壞一擊塑性變形，產生彎曲、碎脹等變形的情況。

二、對軟巖巷道的支護方法進行優化

（一）軟巖巷道的支護形式

根據該巷道的具體特征，對巷道的斷面形狀進行確認，如果形狀是直墻半圓拱形，想要對巷道的底鼓進行控制就可以使用反底拱與底角錨桿進行耦合的支護形式來進行相應的治理。對軌面進行確定，方向為下就按照弧形來挖掘 600mm深來作為反底拱的鋪設基礎，兩頂與幫都要增加100mm來為毛斷面的施工留下尺寸。

（二）軟巖巷道的支護參數

第一，錨桿。巷道的頂板以及兩幫都要選擇直徑為2500mm×20mm的四級專用螺紋鋼所加工的高性能錨桿，間排距可以為 700mm×600mm。在兩側的底腳位置打上一根直徑為22mm的底角錨桿，長度為2800mm，與基本錨桿之間的間距要低于1000mm。選擇錨固加長的方式，錨桿選擇K2350樹脂藥卷與Z2360樹脂藥卷。第二，錨索。選擇直徑為9000mm×17.8mm的錨索，排拒為2100mm，在頂板的兩側第二、第三根錨桿中按照 45°角加入一根錨索，孔中使用 Z2360樹脂藥卷和K2350樹脂藥卷。第三，托盤。錨桿選擇300mm×300mm的新型托盤，錨索選擇400mm×400mm的新型托盤。

結語：

本文以劉莊礦為例，對軟巖巷道的圍巖破壞變形的原因及特征進行了具體的分析，對軟巖巷道的破壞機理也進行了相應的探討，同時提出了對軟巖巷道支護方式的優化方法，希望能夠為日后的軟巖巷道挖掘與支護提供有效的幫助。

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1007–6344（2015）01–0349–01