軟巖巷道頂板支護技術探析

張文健（山西陽泉郊區和泰煤業有限公司，山西 陽泉 045000）

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軟巖巷道頂板支護技術探析

張文健
（山西陽泉郊區和泰煤業有限公司，山西 陽泉 045000）

摘 要：本文在歸納了現階段煤礦軟巖巷道支護方式的基礎上，結合當前軟巖巷道的特點及問題，針對煤礦軟巖巷道高應力，大變形的特點，提出了一種相對實用的新奧法施工技術，并對這種方式的優勢作了簡要的說明，為煤礦軟巖巷道的支護提供了可行性強的有效方式。

關鍵詞：軟巖巷道；頂板支護技術；探析

0　引言

目前，我國工程學在煤礦軟巖技術方面的理論已取得了顯著發展。然而隨著我國各地煤炭資源的大力開發，煤炭開采深度加深，使得大部分井下巷道的圍巖呈現出膨脹性，強流變性，低強度性的特點，這些處于越來越高地應力環境中的巷道無形中加大了巷道支護難題，從而增加了開采作業的難度。因而，研究應對高地應力軟巖巷道的支護技術已迫在眉睫。

1　軟巖巷道頂板支護的關鍵方面

（1）支護點嚴重破壞和圍巖變形。在掘進巷道之后，圍巖由于擠壓存在較大的變形，碰水膨脹的礦物質成分涵蓋于巖石當中，存在非常大的膨脹作用，這會嚴重地破壞支護構造。（2）脫落的頂板碎塊會傷及到人，軟巖的承壓性能比較低，爆破而形成的震波非常容易導致片幫和冒頂，這樣一來，在進行支護的時候較為困難。（3）圍巖的穩定性差，難以進行支護施工，這不利于通風、礦井運輸、行人的安全性。

2　軟巖巷道掘進礦壓的顯現

軟巖底層存在于坡底煤礦當中，頂板的作業存在比較大的困難。為了有效地控制軟巖底層頂板支護，應當有針對性地選用支護構造，且根據礦井作用于位置的差異性，檢測支護構造以及試驗墻抬梁、錨網、金屬支架、直墻半圓拱等一系列的支護方式，且探究其適用的范圍。借助拱形棚和錨網的聯合支護方式，基本不會破壞巷道。其中，煤礦軟巖巷道的變形特點是：

（1）變形出現破壞的情況，速度非常之快，較難進行預防，會嚴重地危害礦井。（2）膨脹壓力太大會嚴重地損壞底鼓。煤層頂底板的圍巖構造是粉砂質和泥巖，非常地容易出現膨脹移位的情況，支護體上存在較大的膨脹力，首先在底鼓出現，之后造成墻拱的變形，在最后的時候會對礦井構成破壞。（3）在巷道開始成為崗巷的情況下，受到擠壓和膨脹的軟巖會出現變形的情況，且并非迅速地出現，而是在一段時間之后才開始變形，在最后的時候會造成礦井的坍塌。（4）較難協調圍巖與支架之間。在對巷道進行開挖的情況下，圍巖會受到擠壓、流變、膨脹、松弛等的位移影響。為了避免圍巖的變形，需要確保支架的強度和柔性足夠。為此，難以探究適宜的支架進行進行完善。（5）如果礦井圍巖失去穩定性，那么巷道會受到非常嚴重的破壞，倘若不可以實時地進行加固，那么可能會報廢。

3　軟巖巷道頂板支護技術

3.1頂板自承性能的提升

不管借助怎樣的支護構造方式，都應當盡量地借助光面爆破對巷道進行掘金，借助的支護方式是錨噴，進而最大程度地確保圍巖的穩定性與完整性，以及使圍巖原巖應力的擾動以及上覆巖層的松弛壓力降低，有效地激發圍巖的自承能力，確保支護體與圍巖一起進行承載。

3.2盡可能地對流變進行控制，確保穩定和長期的支護

在掘進軟巖巷道的時候應當注意頂板的松軟，需要短掘短砌，在掘金巷道之后，迅速地實施永久支護，這種情況下軟巖由于流變膨脹會出現非常大的變形，會導致剛性支護構造在缺少一定強度的情況而破壞。并且，如此的支護構造禁止受到些許的變形，如果出現開裂的情況，那么會失去作用，這就需要大面積地進行返修。針對軟巖巷道來講，應當實時地進行支護，從而對圍巖進行封閉，防止圍巖的吸水風化而出現膨脹，也非常有必要對擴大圍巖流變的情況進行抑制。這種情況下，借助臨時性的錨噴支護是非常有效的措施，再借助支護構造、圍巖壓力、巷道變形收斂的互相影響，探究適宜軟巖不禁止的臨時性支護變形范圍之內開展永久性支護的最為理想的時間。

3.3注重協調支架強度、圍巖的釋壓和讓壓

在多年的施工和生產實踐之后，能夠明確的是，在軟巖巷道的施工過程中，通過剛性支架構造對圍巖的來壓以及變形進行承受常常會失敗，以及需要重復地維修，這會導致投資的浪費。只有借助初柔性后剛性的支護構造，才可以緩和初掘巷道之后的圍巖變形位移、構造，以及對巷道掘砌空間的完整性進行維護，不再需要重復地維修，能夠實現理想的經濟效益。要想支護體、圍巖的釋壓、圍巖的讓壓確保一致性，支護體的強度應當足夠。并且，能夠確保圍巖在相應的范圍之內出現變形釋壓。立足于當今的支護構造類別而言，應當應用以及推廣新奧法施工技術，錨噴技術是其關鍵的施工工藝技術。

3.4應用以及推廣采用新奧法施工技術

在以往的時候，一般借助 “一錘定音”的設計方法進行施工，針對破壞的巷道進行重復地維修，依舊借助原設計支護的構造。事實證實，傳統的設計、施工、支護等技術較難有效地統一實際的要求，難以跟巖石力學的特性的改變特點相符合，需要實時地完善和創新設計、支護策略。從本質上來講，新奧法施工技術非常重視檢測以及反饋信息，而作為新奧法施工技術的一種工藝方式的錨噴支護可以對圍巖的變形進行有效地控制，重點是基于錨桿可以對巖體進行加固，從而使巖體本身的承載性能增強。圍巖緊貼噴層，可以對圍巖實時地封閉，實現支護抗壓力的提升，確保圍巖不再受到水的侵蝕以及風化的影響作用，且可以對巖壁的凹凸位置以及裂縫進行充填。這樣一來，不但使圍巖的抗壓性能增強，而具備較高的支護強度。

4　結語

總起來說，巷道支護主要是控制圍巖松動圈的擴大，采取有效方法對巷道圍巖進行加固或替換掉破碎圍巖，再造巷道圍巖承載層，改變圍巖的應力狀態。采用新奧法施工技術的一種工藝方式的錨噴支護可以對圍巖的變形進行有效地控制，重點是基于錨桿可以對巖體進行加固，從而使巖體本身的承載性能增強，減少圍巖變形，有效提高了軟巖支護效果。

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DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.127

作者簡介：張文健（1964-），男，山東汶上人，本科，采煤工程師，現在山西陽泉郊區和泰煤業有限公司任基建生產副總經理。