論煤礦軟巖巷道支護技術

王法強

（山西辰城建設工程有限公司，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。軟巖的形態通常是泥巖、粉巖狀。特點：質地軟、硬度弱、形態松、整體散[1]。巷道支護需要將圍巖做加固支撐，為順利開采提供基礎。支護巷道通常考慮是工程力。工程力一般指重力、應力、遇到水作用力和膨脹變化力。依據軟巖的理化特性、結構特點將其分四類：低強度高膨脹型類別、高應力型類別、破碎性類別和復合型類別。

（1）低強度高膨脹型類別的軟巖，其特點是巖質松軟、易碎、巖石強度低、遇水易形變（軟化、膨脹等），易受擾動影響（如：風動、震動等）。巷道支護作業時，遇到此類軟巖，因其耐擾動能力薄弱，易變形，給支護帶來諸多困難。軟巖中的泥分、松軟性、膨脹性顆粒，致使軟巖易形變。

（2）高應力軟巖，科學技術的發展推動煤礦開采技術的進步。煤礦采掘深度在不斷增加，部分煤礦因重力作用加大，井巷應力場錯綜復雜；高應力時，輕微擾動就會對巷道圍巖產生大的影響，致使圍巖破壞、開裂等不良現象。

（3）破碎性軟巖，圍巖層理不同、裂隙復雜多變、巖質松碎、穩定性差。受穩定性差的緣故，巷道施工工人在巷道開挖和支護作業中帶來不安全因素，可能會導致冒頂、片幫等災害。

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

1 軟巖巷道支護原理及原則

1.1 支護原理

當巷道圍巖巖層為軟巖形態時，支護要點：尋找、利用軟巖的本體承受力。支護原理：以巷道圍巖做研究對象，分析言代替特征，掌控地壓變化，運用科學合理的設計方式方法，使支護結構形式、施工作業能應對圍巖的任意情形，從而實現抑制巷道變形、巷道可靠的預期效果。

（1）強化理論。支護結構形式耐受力與巷道圍巖的自承力能相互適應。實踐表明，單純依靠提高支護剛度來實現巷道圍巖牢靠，不易實現，無法達到預期目的。

（2）適當卸壓。采用合理手段，運用加固和支撐相結合方式進行巷道支護。倘若巷道圍巖存在高應力時，予以適當卸壓；若巷道變形大時，可以適當留余量；若巖層松碎，需及時加固，以防塌落。

（3）及時測量圍巖巖層形變量，掌控變形發展趨勢，為二次支護提供可靠依據。

（4）強化綜合治理、連續監控的支護思想。

1.2 支護原則

（1）巷道巖層的殘余強度予以維護保持。

（2）盡可能提高行到巖層的殘余強度

（3）運用先進支護技術和工藝，發揮圍巖的自承載能力。

2 支護類別

2.1 整體剛性支護

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

2.2 剛性支護加柔體墊層支護

其形式分為：圓料砌破加可縮層、條帶破。可以有效提高巷道圍巖強度，同時該支護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

該支護適用于支護膨脹性巖層、斷層破碎帶。支架自身伸縮性能好，支撐力較高。當支架受壓形變后，對圍巖載荷有效卸壓，支架的受力有所減小。實際施工中，其支撐性能不易完全發揮。原因：巷道實施開挖和支護工作時，無法避免在支架后方出現凹坑，而凹坑導致支架和巖層緊密貼合度不夠。當圍巖變形時，支架負載不均，容易失穩，甚至失效。同時存在鋼材用量大、成本較高的缺點。

2.4 錨噴支護

普遍認為錨桿及其聯合支護是最優支護[3]。通常把錨桿支護認為是主動支護，但不是所有錨桿都是其主動支護作用。主、被動支護的區別在于：對圍巖的支撐力是否為錨桿主動提供的。錨桿在施工時，必須給予充分的預緊力。

3 支護對策

（1）采用先進的科學技術優化設計巷道布局。規劃前期仔細勘探、熟悉巖層結構、盡可能避開軟巖；把控巖層理化特性，盡量避開高應力區域。

（2）巷道斷面定形要合理。直墻半圓拱斷面適用于巷道兩側、下方壓力小；馬蹄形斷面適用于巷道上方、兩側壓力大，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，斷面改為橢圓形）；

（3）合理提高巷道圍巖強度。常見的支護技術是錨桿和注漿兩種措施。

（4）保護巖層外表完好度。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、設網法等。

（5）支護結構應剛柔相輔。

（6）適度提高錨桿支護的預緊力，發揮錨桿支護主動作用[4]。

4 小結

巷道的設計者和巷道支護的作業人員要根據巷道具體圍巖理化特性，實時選擇支護形式，優化支護方案。為巷道的安全可靠做貢獻，為礦井的安全生產做奉獻。

［1］何滿潮，鄒正盛，鄒友峰.軟巖巷道工程概論［M］.徐州：中國礦業大學出版社，1993.

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

［3］付榮，范明建.煤炭軟巖巷道支護現狀及發展趨勢［J］.煤，2007，16（6）：10-13.

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