發(fā)布時間：2022-07-16 02:41:44
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇煤礦軟巖支護技術(shù)探討，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【摘 要】近年來，隨著礦山開采條件的日益復(fù)雜，所涉及的工程領(lǐng)域越來越多，我國的許多礦區(qū)，目前都存在著軟巖巷道支護困難問題，并成為影響礦區(qū)發(fā)展和礦井經(jīng)濟技術(shù)效益的主要因素之一。軟巖巷道支護歷來是巷道工程的難題，通過對軟巖巷道的特征分析，及支護原理和方法的論述，對泉店礦回采巷道支護方式進行了設(shè)計，并給出了相應(yīng)的建議和措施，取得了良好的效果。
【關(guān)鍵詞】軟巖巷道；圍巖；支護結(jié)構(gòu)
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，煤的需求量逐年增長，開采的范圍也不斷擴大。無論新老礦井，在開掘巷道時都遇到了大量的軟巖層，特別是隨著開采深度的不斷增加，深部地壓明顯增大。加之開采條件愈趨復(fù)雜，給巷道的掘進與維護帶來了很多的困難。在開掘過程中，由于圍巖的變形、位移、膨脹，使巷道掘進速度減慢，每天僅能完成幾米。巷道竣工不久，支護受到嚴重破壞，某些礦的掘砌成本高達每米幾千元，甚至上萬元，是穩(wěn)定圍巖中同類巷道的3～4倍而且維修困難。
在軟巖層中施工巷道，掘進容易，但維護極其困難，采用常規(guī)的施工方法和傳統(tǒng)的支護結(jié)構(gòu)，往往不能奏效。因此研究軟巖支護問題便成為巷道施工的關(guān)鍵問題。
1 軟巖巷道的特征
軟巖巷道最明顯的特征是地壓顯現(xiàn)比較劇烈，巷道維護困難，主要表現(xiàn)在圍巖的自穩(wěn)時間短、來壓快、圍巖變形量大、速度快、持續(xù)時間長、四周來壓、底鼓明顯、遇水膨脹、變形加劇，可以用4個字來概括：松、散、軟、弱。
2 松軟巖巷道支護原理
軟巖層巷道支護的著眼點應(yīng)放在充分利用和發(fā)揮自承能力上。支護原理是：根據(jù)巖層不同屬性，不同地壓來源，從分析地壓活動基本規(guī)律入手，運用信息化設(shè)計方法，使支護體系和施工工藝過程不斷適應(yīng)圍巖變形的活動狀態(tài)，以達到控制圍巖變形、維護巷道穩(wěn)定的目的。具體的說，有以下幾個方面：
（1）必須改變傳統(tǒng)的單純提高支護剛度的思想，支護結(jié)構(gòu)及強度應(yīng)與加固圍巖、提高圍巖自承能力相結(jié)合，與圍巖變形及強度相匹配，實踐證明，單純提高支護剛度的方法是難以奏效的；
（2）必須采取卸壓、加固與支護相結(jié)合的方法，統(tǒng)籌考慮、合理安排，對高應(yīng)力區(qū)，要卸得充分，對大變形區(qū)，要讓得適度，對松散破碎區(qū)，要注意整體加固，對巷道圍巖整體要支護住；
（3）進行圍巖變形量測，準確地掌握圍巖變形的活動狀態(tài)，根據(jù)量測結(jié)果進行反饋，以確定二次支護結(jié)構(gòu)的參數(shù)，確定補強時間，再次支護時間和封底時間；
（4）樹立綜合治理、聯(lián)合支護、長期監(jiān)控的支護思想體系。
3 松軟巖巷道支護原則
早期的支護理論沿用地面結(jié)構(gòu)工程原理設(shè)計支護參數(shù)，圍巖是支護的對象，支護只是人工構(gòu)筑的承載結(jié)構(gòu)而已。然而，現(xiàn)代巖石力學(xué)揭示，巖石破裂后具有殘余強度，松動破裂圍巖仍具有相當高的承載能力，圍巖既是支護壓力的根源，又是抵抗平衡原巖應(yīng)力的承載體，而且是主要的承載結(jié)構(gòu)體。支護的作用在于維護和提高松動圍巖的殘余強度，充分發(fā)揮圍巖的承載能力。因而，在松軟巖巷道支護中，要遵循以下幾方面原則：
（1）維護和保持圍巖的殘余強度原則；
（2）提高圍巖殘余強度的原則；
（3）充分發(fā)揮圍巖的承載能力的原則。
4 軟巖巷道支護結(jié)構(gòu)的選擇
根據(jù)軟巖的不同類型、位移、壓力及使用條件等情況，軟巖支護結(jié)構(gòu)有傳統(tǒng)支護、錨噴支護以及兩者組合的混合支護、緩沖支護、讓壓支護等多種支護結(jié)構(gòu)。由于各礦區(qū)松軟巖層的地質(zhì)條件及圍巖條件的復(fù)雜性和隨機性，目前尚無公認的理論計算方法。
所以必須從軟巖巷道支護工程的實際情況出發(fā)，應(yīng)因地制宜選擇使用，使其在技術(shù)上、經(jīng)濟上更加合理。
4.1 砌碹封閉式支護
采用圓形、橢圓形、馬蹄形等合理巷道斷面形狀與其相應(yīng)的料石和混凝土塊砌碹封閉支護。
此種傳統(tǒng)的剛性支護結(jié)構(gòu)，適用于淺部、位移及壓力不大的膨脹性軟巖巷道。碹的壁后充填軟矸或砂。云南省田壩煤礦二號井煤建公司礦建處施工隊采用生石灰、山砂、爐灰渣配比成的壁后充填柔性材料，經(jīng)實際應(yīng)用其支護效果較好。
4.2 圓碹加砌木磚封閉式支護
這種支護結(jié)構(gòu)與砌碹封閉式支護的區(qū)別是在料石和混凝土砌塊之間均勻地加砌一定數(shù)量的木磚，使砌碹剛性支護形成一定的可縮量，增加了適應(yīng)圍巖變形的可縮性能，每塊木磚厚一般為20～50 mm，當圍巖的壓力越大、變形量越大時，所需木磚的塊數(shù)就越多，木磚的厚度也就越大。
由于木磚受壓收縮，當圍巖反力作用在圓碹上，碹體作用在木磚上，碹體壓力超過木磚的抗壓極限強度時，木磚收縮，圓碹和圍巖一起內(nèi)移。顯然，加木磚的圓碹支護改善了砌碹剛性支護的剛度，增加了軟巖的適應(yīng)范圍，但木磚防腐耐久性差，只適用于服務(wù)年限不長，且不重要的軟巖巷道。
4.3 條帶碹支護
在松軟、膨脹軟巖中，采用圓碹加砌木磚仍不能滿足釋放較大能量的要求時，就可采用條帶碹，這也是解決軟巖支護問題的途徑之一。條帶碹就是用料石或混凝土砌筑成一定長度的支護碹體，稱之為“條帶”，條帶與條帶之間留有一定寬度的空隙，稱為“卸壓通道”，通道讓頂、幫圍巖暴露，允許圍巖向巷道空間方向擠出，起到能量或應(yīng)力釋放的作用，為圍巖變形提供機會，以減輕對碹體的壓力。
4.4 離壁碹支護
離壁碹支護就是碹體和支架離開圍巖頂板及兩幫有一定距離的一種支護形式。離壁尺寸取決于圍巖釋放能量的大小，圍巖釋放能量大，變形量也大，離壁的尺寸也大。離壁碹之所以能支護軟巖巷道并穩(wěn)定下來，就是它留出釋放能量的變形空間，讓圍巖變形。離壁碹支護適應(yīng)于圍巖釋放能量較大的軟巖巷道。
4.5 可縮性U型鋼支護
U型鋼支護有多種結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)巷道斷面尺寸的不同分為4節(jié)、5節(jié)、6節(jié)等不同類型。一般常用18#～36#U型鋼制做，節(jié)與節(jié)之間搭接長度300～400 mm，用卡箍、螺栓或鋼楔鎖緊裝置來獲得摩擦接頭阻力。當圍巖變形壓力超過U型鋼接頭摩擦阻力時，U型鋼接頭發(fā)生收縮，圍巖釋放能量，巷道斷面收斂減小，形變壓力降低，U型鋼支架停止收縮。當圍巖變形壓力再次超過接頭阻力時，支架將再次重復(fù)上述過程，直到圍巖和支架達到穩(wěn)定時為止。
4.6 置換支護
這種支護的實質(zhì)是將軟巖多挖出一定深度，用高強度材料（混凝土、碎石、礦渣和砂子等）置換，然后再進行支護，使軟巖的位移壓力得到控制，獲得較好的支護效果。置換支護有兩種基本形式：當軟巖只占巷道斷面的一部分時，采用局部置換支護；當全斷面位于軟巖之中時，采用全部置換支護。
5 結(jié)語
（1）軟巖巷道支護問題是很復(fù)雜的，不能不分時間、不分地點、不分圍巖、不分深淺一樣看待，必須全面、系統(tǒng)地從多方面改善支護狀況。一是，盡可能將服務(wù)年限長的巷道布置在比較穩(wěn)定的圍巖中，應(yīng)盡量避免采動壓力的影響；二是，提高施工質(zhì)量，優(yōu)化施工工藝，盡量縮短掘與支之間的間隔時間，避免用水和濕氣通風，采用減震光面爆破快速施工；三是，要全面考慮圍巖構(gòu)造的膨脹特性、抗壓強度、泊桑系數(shù)、賦存深度、采動壓力等因素，合理選擇最經(jīng)濟的支護結(jié)構(gòu)。
（2）對于強膨脹的軟巖巷道，特別是受構(gòu)造應(yīng)力與膨脹力綜合影響的巷道，選用一般聯(lián)合支護、U型鋼可縮性支架是不能使巷道保持穩(wěn)定的，因此，必須考慮二次支護。
摘 要：近年來，隨著煤礦開采深度的增加，許多原來軟巖很少的礦區(qū)，礦區(qū)深部巷道工程均呈現(xiàn)出軟巖工程特征。本文首先簡要介紹了煤礦巷道軟巖工程的特點，然后介紹了煤礦軟巖工程聯(lián)合支護技術(shù)在，最后談?wù)勫^注技術(shù)在開灤東歡坨礦的應(yīng)用情況。
關(guān)鍵詞：軟巖工程 支護技術(shù) 煤礦
軟巖工程支護是當前煤礦安全重要問題之一，軟巖引起的礦山井巷的破壞現(xiàn)象非常普遍，嚴重影響著煤礦生產(chǎn)安全、效率及效益的提高。軟巖工程的穩(wěn)定與支護技術(shù)密不可分，目前礦山軟巖巷道已由過去單一的支護形式，逐步發(fā)展為各種多次支護和聯(lián)合支護形式
1 煤礦巷道軟巖工程的特點
地下工程是在巖石或者土體中開挖構(gòu)筑的結(jié)構(gòu)，所處的環(huán)境和受力條件與地面工程有很大不同，因此沿用地面工程的設(shè)計理論和方法來解決地下工程問題，顯然不能正確地處理地下工程中出現(xiàn)的各種力學(xué)現(xiàn)象，當然也不可能由此作出合理的支護設(shè)計。與地面工程相比，地下工程在很多方面具有完全不同的受力特點。
由于煤炭資源開發(fā)的不可選擇性，隨著對煤炭大面積的開采，不斷地破壞地應(yīng)力的平衡狀態(tài)，同時由于煤系地層的賦存條件、沉積環(huán)境以及地質(zhì)構(gòu)造等的影響，煤礦軟巖問題不可避免。煤礦的開采深度目前多在500～600 m，超過1000 mm的礦井也越來越多，有些礦井在淺部開采時軟巖問題并不明顯，但是到深部以后，地應(yīng)力大、動壓作用明顯。煤礦軟巖組分中含有大量的膨脹性礦物，圍巖軟，巖石強度低，易風干脫水而產(chǎn)生塑性流變，尤其易遇水變形、崩解、膨脹。隧道工程一般服務(wù)年限可達百年以上，而煤礦不同用途的巷道與硐室，其服務(wù)年限不同，但通常要短于隧道工程，軟巖巷道有明顯的時限性。
2 煤礦軟巖工程聯(lián)合支護技術(shù)
在軟巖巷道支護方面，由過去單一的被動支護形式逐步發(fā)展形成了各種系列支護技術(shù)。如錨噴、錨網(wǎng)噴、錨噴網(wǎng)架、錨噴網(wǎng)架注系列技術(shù)，U型鋼支護系列技術(shù)，注漿加固和預(yù)應(yīng)力錨索支護系列技術(shù)，這些技術(shù)中的一個突出的特點就是聯(lián)合支護技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用。
2.1 聯(lián)合支護技術(shù)特點
聯(lián)合支護系指采用多種不同性能的單一支護的組合結(jié)構(gòu)，即在聯(lián)合支護中各自充分發(fā)揮其所固有的性能，揚長避短，共同作用，以適應(yīng)圍巖變形的要求，最終達到圍巖和巷道穩(wěn)定的目的。聯(lián)合支護必須是多種獨立的支護方法的組合，如錨噴和U型鋼支架的聯(lián)合、錨噴和弧板的聯(lián)合等。聯(lián)合支護是生產(chǎn)建設(shè)過程中的產(chǎn)物。如原設(shè)計采用碹體支護，在建設(shè)過程中經(jīng)常翻修且翻修量過大，為保證安全，在碹體內(nèi)噴一層混凝土，效果極好。由于我國使用U型鋼支架的背板、拉桿都不配套，故幫頂松動冒落現(xiàn)象非常突出，導(dǎo)致U型鋼支架失效。為保證巷道安全，現(xiàn)場常采取噴射混凝土的辦法將U型鋼支架作為鋼支撐置于噴層內(nèi)，結(jié)果巷道圍巖穩(wěn)定，達到了聯(lián)合支護的目的。
2.2 軟巖聯(lián)合支護的形式
聯(lián)合支護的形式主要有以下幾種：（1）各種錨桿支護的聯(lián)合錨桿在巷道支護中的作用是不同的，可分為超前錨桿、圍壁插筋錨桿、徑向加固錨桿，還有加固頂板的桁架錨桿等。各種錨桿優(yōu)選組合是最積極、最實用、最有效的方法。（2）錨噴支護與U型鋼支架聯(lián)合錨噴支護與U型鋼支架聯(lián)合最方便，效果也是比較好的，只要經(jīng)濟上允許，通常應(yīng)優(yōu)先采用。但必須先錨噴后支架，這樣才能提高支護效果并便于回收支架。如先支后錨噴則不僅鋼材全部消耗掉，而且噴層強度也會受影響。這種方式要消耗大量優(yōu)質(zhì)鋼材，成本較高，局部使用。（3）錨噴支護與砌體支護的聯(lián)合錨砌聯(lián)合中砌體包括料石、混凝土砌塊以及鋼筋混凝土弧板等。這種聯(lián)合支護壁后充填非常重要，否則達不到預(yù)期效果。（4）錨噴、錨注與U型鋼聯(lián)合支護即在錨噴支護與U型鋼支架聯(lián)合支護的基礎(chǔ)上注漿以加固圍巖。（5）“三錨”耦合支護即同時使用錨桿、錨索和錨注技術(shù)，在大松動圈軟巖巷道中，利用錨桿的擠壓成拱（即組合拱）、錨索的懸吊和減跨、錨注的通過提高巖體粘聚力及摩擦角來提高巖體的抗剪強度來進行聯(lián)合支護，這種方法稱為“三錨”耦合支護。“三錨”耦合支護要注意三種支護方式的不同作用機理，在設(shè)計施工中要注意施工的先后順序和時機，以達到最佳耦合效果。
近年來，以錨桿、錨索和錨注為主的“三錨”支護是聯(lián)合支護的典型代表，它已經(jīng)成為深部礦井軟巖巷道支護的重要技術(shù)，其獨特的優(yōu)點是，不僅主動加固圍巖，而且能把深部圍巖強度調(diào)動起來，和淺部支護巖體共同作用，控制巷道穩(wěn)定性，這將是軟巖巷道支護的主流發(fā)展方向。軟巖工程支護理論與技術(shù)近年來，以錨桿、錨索和錨注為主的“三錨”支護是聯(lián)合支護的典型代表，它已經(jīng)成為深部礦井軟巖巷道支護的重要技術(shù)，其獨特的優(yōu)點是，不僅主動加固圍巖，而且能把深部圍巖強度調(diào)動起來，和淺部支護巖體共同作用，控制巷道穩(wěn)定性，這將是軟巖巷道支護的主流發(fā)展方向。
3 錨注技術(shù)應(yīng)用
東歡坨礦業(yè)公司，從2006年開始，與淮北市平遠軟巖支護工程技術(shù)有限公司合作，利用錨注技術(shù)，進行軟巖巷道治理及復(fù)雜條件下巷道施工，共治理巷道150 m，施工巷道25 m，達到了預(yù)期效果，具體工程如下。
2006年，-500北一大巷治理巷道143 m（包括交岔點一個，最大跨度10 m），規(guī)格4.8×3.1 m，經(jīng)過近兩年的使用，巷道無變形，無漏水，經(jīng)觀測，巷道變形量小于50 mm。2007年10月，-480皮帶巷過F2’斷層，利用該技術(shù)，共施工巷道23.2 m，規(guī)格5.9×4.9 m，僅用3個月時間，便順利通過F2’斷層。該技術(shù)的成功應(yīng)用，為復(fù)雜條件下過斷層探索了一條新的施工途徑。比起其他的施工方法，工期短，造價低，便于操作，可靠性強。經(jīng)過近一年的觀測，巷道變形量小于20 mm，滿足了工程需要。
利用該技術(shù)治理巷道，經(jīng)濟效益顯著，每年減少巷道套修一次，150×0.3=45萬元。過F2’斷層同管棚技術(shù)施工相比節(jié)省資金350萬元。更主要的是加快了工程銜接，改善了井下作業(yè)環(huán)境，保障了安全生產(chǎn)，具有較強的社會效益和經(jīng)濟效益。
【摘 要】在軟巖巷道采用錨噴支護，能夠提高支護結(jié)構(gòu)的整體性，保證圍巖的穩(wěn)定性，有效控制巷道變形。
【關(guān)鍵詞】軟巖巷道；錨噴支護；施工
1 地質(zhì)概況
一平浪煤礦煤田生成于新生代第三紀新生界上三疊系，下伏地層為白堊系或前震旦系，均為不整合接觸。整個礦區(qū)煤系地層全被第四系覆蓋，煤系地層劃為上三疊系普家村組、上三疊系干海資組、上三疊系舍資組和朱羅系祿豐群，總厚度500～1476m。頂?shù)装寰鶎偎绍泿r體，巖石具有易風化、遇水膨脹、變形量大、變形速度快、持續(xù)時間長、壓力大等特點。
2 錨噴支護參數(shù)的確定
軟巖巷道錨噴支護的理論根據(jù)是組合拱理論，即通過錨桿的錨固作用，使圍巖松動圈內(nèi)的巖體形成一個組合拱來承載上部圍巖的壓力，阻止本身的移動和脫落。因此，要求錨噴支護所確定的各種參數(shù)都應(yīng)保證圍巖能夠形成一個完好的、具有較大承載能力的組合拱。
2.1 錨桿類型的選擇
根據(jù)軟巖巷道圍巖特點及支護經(jīng)驗，選擇的錨桿必須具有較大的錨固力和可拉伸量。經(jīng)過對各種錨桿實際拉力實驗，選擇快硬膨脹水泥錨桿。
3 錨噴巷道的施工工藝
（1）采用光面爆破開鑿巷道斷面。
（2）打錨眼，安裝錨桿。錨桿眼和圍巖垂直，深度比錨桿短50～100mm，錨固卷浸水12s，搗實為止。
（3）掛網(wǎng)。掛網(wǎng)時從巷道頂板開始，邊掛網(wǎng)邊上托板，然后擰緊錨桿螺母，使托板緊貼圍巖。控制圍巖在較小的范圍內(nèi)變形，達到穩(wěn)定。
（4）噴漿、封閉圍巖。如果圍巖不過分破碎和風化，可一、二個循環(huán)噴漿一次，如果過于破碎，噴漿要在放炮后進行一次。再安裝錨桿、掛網(wǎng)。待下一循環(huán)噴漿時，再補噴。
4 錨噴巷道圍巖活動規(guī)律
4.1 圍巖的變形移近量
從測得的數(shù)據(jù)得出，圍巖在可拉伸水泥錨桿的支護條件下，從開鑿形成穩(wěn)定的組合拱，在水平方向的變形移近量為31mm。1m深處的圍巖移近了17mm，1.5m深移近了10mm。圍巖在垂直方向上的最大變形量為37mm。1m深處的圍巖為23mm，1.5m深處的圍巖移近量16mm，2m深點為2mm。
4.2 圍巖的變形
圍巖的變形基本上在30d內(nèi)完成，而前15d的變形最大，變形量約占總變形量的60～70%。在沒有動壓影響的情況下，圍巖的變形穩(wěn)定時問一般為50d。1m深處的圍巖為40d。圍巖的穩(wěn)定是從圍巖深部到圍巖表面逐漸完成的。
5 快硬膨脹可拉伸錨桿支護效果評估
5.1 錨桿的受力狀態(tài)分析
快硬膨脹可拉伸水泥錨桿屬于端頭錨固，它是用快硬膨脹水泥把錨桿的一端固定在較穩(wěn)定的巖層之中，另一端為托板托錨圍巖，以此來控制圍巖的變形移動，承載著圍巖變形所釋放的應(yīng)力。錨桿所具有的錨固力P是錨桿承受圍巖釋放應(yīng)力的極限值。當錨桿的托錨力P2和圍巖變形釋放的應(yīng)力P1平衡時，就使圍巖組成的組合拱處于穩(wěn)定狀態(tài)。當P1>P2時，錨桿通過自身的調(diào)節(jié)，有約束地讓壓后，使P1、P2又重新達到平衡，使圍巖又重新達到穩(wěn)定。當P1值達到和P值相等時。錨桿支護處于極限狀態(tài)，如果圍巖仍不穩(wěn)定，還要變形，對外釋放應(yīng)力，則將導(dǎo)致錨桿失效，即錨桿的錨固力不能滿足軟巖巷道的支護要求.就要發(fā)生冒頂和圍巖脫落事故，說明巷道采用快硬膨脹可拉伸水泥錨桿支護的方式不合理。
5.2 支護效果
綜合上述分析，通過對不同的錨噴支護巷道的錨桿實際受力情況測試，錨桿的實際受力一般只在3～5kN，沒有達到6kN。但在個別巷道中的個別巷道，如某四井溜子道，有些錨桿受力已將普通凸型托板壓碎。經(jīng)實驗數(shù)據(jù)分析，這部分錨桿的受力已接近8kN，巷道沒有發(fā)生冒頂和圍巖脫落現(xiàn)象。由以上工程實例可以證明，快硬膨脹可拉伸水泥錨桿所提供的錨固力完全能夠滿足圍巖釋放應(yīng)力的要求，可以起到良好的支護效果。
5.3 錨桿的柔性分析
快硬膨脹可拉伸水泥錨桿在受到較大的作用力后，隨著受力增加，具有一定的可拉伸量。在不同的受力情況下，不同裝配形式的錨桿可拉伸量遵循著錨桿所設(shè)計的拉伸量。某二井+130m西翼大巷圍巖在垂直方向變形37mm后，即達到了穩(wěn)定狀態(tài)，證明所選用的錨桿合理，從工程實例中觀測，快硬膨脹可拉伸水泥鋪桿的可拉伸量足以滿足圍巖變形的要求。
5.4 噴漿的作用
噴漿可防止圍巖風化，阻止圍巖裂隙的發(fā)展和次生裂隙產(chǎn)生，從而提高圍巖的內(nèi)聚力和整體性。在實際工程中，如某二井+130m西翼石門，因沒有及時噴漿，圍巖風化受潮后，迅速膨脹，潮解的圍巖從菱形網(wǎng)的網(wǎng)孔中擠出，錨桿受力增大，圍巖變形較大。而及時噴漿的巷道，有效地阻止了圍巖的風化和水的浸蝕，減小了錨桿的受力和圍巖的變形量。而在砂漿中加入10%的膨脹劑后，提高了噴層的抗壓、抗剪強度和噴層的密度，可以對圍巖產(chǎn)生一個較大的支護抗力。這個支護抗力達0.09MPa。采用二次噴漿的方法，有效地防止了圍巖變形對噴層的破壞。
6結(jié)論
（1）根據(jù)軟巖的特點、組合拱理論和松動厚度，所選擇的錨噴支護參數(shù)是正確的、合理的、可行的。選擇錨桿的類型，必須適應(yīng)軟巖的特點。確定錨桿的長度，必須按照組合拱理論進行。用增加錨桿柔性的方法.適應(yīng)圍巖變形壓力和變形量大的特點。
（2）按照組合拱理論，選用錨噴加網(wǎng)的支護形式，是軟巖巷道繼U型鋼支護之后的又一合理的支護形式。對于圍巖較穩(wěn)定的砂巖軟巖巷道，按照懸吊或者組合拱理論設(shè)計錨噴支護參數(shù)即可滿足支護要求。
（3）錨噴巷道必須嚴格地控制圍巖松動圈厚度。采用光面爆破技術(shù)，放炮后及時噴漿。及時安錨桿，都可以有效地控制圍巖松動圈的厚度，保證圍巖的整體性和組合拱的支撐強度。
（4）快硬膨脹可拉伸水泥錨桿具有較大的錨固力和可拉伸量，適合于軟巖巷道支護特點。一年多的使用證明，軟巖巷道錨噴支護具有同U型鋼相同的支護效果。但錨噴支護能減小巷道變形。提高巷道的穩(wěn)定性和保持使用斷面，降低支護成本。因此，軟巖巷道錨噴支護比U型鋼支護更具有推廣價值。
摘要：軟巖巷道的支護一直是困擾我國煤礦的難題。本文主要對軟巖巷道支護技術(shù)進行了攤探討。介紹了軟巖分類及特性、軟巖支護理論與技術(shù)、軟巖巷道支護設(shè)計應(yīng)注意的幾個問題。隨著深部礦井的開采，巷道支護難度增大，圍巖穩(wěn)定性變差，頂板跨落、底鼓嚴重，結(jié)合某礦具體地質(zhì)條件，采用錨網(wǎng)噴支護、錨索加強支護、滯后注漿聯(lián)合支護形式，為該礦區(qū)巷道支護提供了新驗。針對柳海礦區(qū)煤系地層軟巖強度低，變形快等特點，提出了軟巖巷道破壞的主要原因規(guī)律和治理經(jīng)驗。
關(guān)鍵詞：軟巖；支護技術(shù)；底鼓 ；高應(yīng)力 ；聯(lián)合支護
0引言
隨著我國煤炭資源的日益減少，大中型礦井的開發(fā)逐漸向深層及海域發(fā)展，而隨著開采深度及廣度的增加，處于成巖松軟強度低易風化 潮解遇水膨脹的軟巖巷道，在高應(yīng)力地壓的作用下，穩(wěn)定性變的極差，支護更加困難，給安全生產(chǎn)帶來了前所未有的嚴峻考驗使煤炭開采成本不斷增加，嚴重阻礙了我國煤礦工業(yè)的生產(chǎn)建設(shè)和發(fā)展，因此探索一套切實可行解決軟巖治理難題的新途徑。
1軟巖分類及特性
軟巖是指在工程力作用下，能夠產(chǎn)生顯著變形的工程巖體。由于是非均質(zhì)、非連續(xù)的巖體，具有復(fù)雜的變形力學(xué)機制，并具有大變大地壓、難支護的特點。隨著礦井開采深度的增加，原來很少有軟礦井，現(xiàn)在逐步呈現(xiàn)軟巖特征，某些巖層首先進入軟巖狀態(tài)。軟巖巷道的維護問題一直困擾著我國煤礦的生產(chǎn)和建設(shè)。隨著采深的增加，地應(yīng)力增大，煤礦軟巖巷道的支護更加困難。我國很多地區(qū)都是典軟巖礦區(qū)，都出現(xiàn)了軟巖巷道支護設(shè)計困難的情況。[1]
2軟巖支護理論與技術(shù)
2.1 新奧法
新奧法為新奧地利隧道施工法，國際上稱為NATM。20世紀70年代傳入我國。在鐵路、水電、煤礦等工程領(lǐng)域推廣應(yīng)用。新奧法的概念是接巖石力學(xué)圍巖支架共同作用的基本原則制定的。其主要意圖是調(diào)動圍巖自身的承載能力。盡可能地控制圍巖變形，防止圍巖松動。以達到施工最大安全度和最好的經(jīng)濟效果。新奧法主要內(nèi)容有：圍巖與支護共同發(fā)揮承載的作用；初始支護應(yīng)采用柔性結(jié)構(gòu)；建立二次支護的概念；調(diào)整支護參數(shù)和重視涌水處理等。[2]
2.2 二次支護理論
實踐表明，在高應(yīng)力、膨脹性軟巖巷道用一次支護，特別是使用強剛性支護均不可行。包括雙料石碹，600mm厚的鋼筋混凝土支護等等．原因是它們都不適應(yīng)軟巖初期大變形的特點。由此一次支護主要是提高圍巖自身承載能力。保證巷道在安全的條件下允許圍巖在控制下釋壓變形，以適應(yīng)軟巖的變形力學(xué)機制。為了保證巷道的較長時間的穩(wěn)定和服務(wù)期的安全，在圍巖變形穩(wěn)定后必須進行二次支護。給巷道圍巖提供最終支護強度和剛度。
2.3錨噴網(wǎng)支護
錨噴網(wǎng)支護是目前軟巖巷道有效且實用的支護形式，錨噴網(wǎng)支護具有以下優(yōu)點與作用：噴射混凝土能及時封閉圍巖和隔離水、風對圍巖的破壞，減少膨脹泥化剝落的條件；錨桿能實現(xiàn)主動支護加固圍巖，提高圍巖自身承載能力和圍巖一起形成一個加固圈，網(wǎng)不僅可以支承錨桿之間圍巖，同時將單個錨桿連結(jié)成整體錨桿群，和混凝土形成有一定柔性的薄壁鋼筋混凝土支護圈。錨噴網(wǎng)總體和圍巖共同形成一個支承圈共同支承圍巖，保持巷道穩(wěn)定。錨噴網(wǎng)支護允許圍巖有一定變形，所以錨噴支護的性能十分符合軟巖對支護的要求。特別是一次支護性能的要求。錨噴網(wǎng)支護是目前軟巖巷道有效、經(jīng)濟、實用的支護形式。
3軟巖巷道的治理
3.1掘進
由于軟巖的遇水易泥化膨脹的特性，鉆眼采用干式鉆眼法，以控制圍巖的膨脹變形，消除膨脹壓力，也可以有效的防止底鼓的發(fā)生；爆破法掘進巷道，在圍巖中產(chǎn)生爆破震動，甚至形成炮震裂縫，周邊圍巖常因凹凸不平而加劇應(yīng)力集中，從而加速了圍巖的松動破壞，造成過大的圍巖壓力，尤其對地質(zhì)條件較差的圍巖影響更為嚴重因此，在爆破施工中采用淺眼光爆技術(shù)，打淺眼，少裝藥，放小炮，毫秒爆破，減小震動波對圍巖的擾動，使巷道軟巖具有一定的自穩(wěn)時間，并能迅速轉(zhuǎn)入支護工作對于松散破碎較嚴重的巖層，如不能采用全斷面放炮掘進時，應(yīng)采用只放掏心炮然后用風鎬擴刷的掘進方法，加強巷道的成型管理和頂板管理，防止圍巖因冒落片幫而失穩(wěn)，從而產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。
3.2錨網(wǎng)噴
巷道掘刷成型后，盡快噴漿封閉圍巖，巷道圍巖曝露時間越長，圍巖松動愈往深處發(fā)展，圍巖應(yīng)力就越大，易風化的圍巖更是如此 及時封閉不僅能保持圍巖的原巖狀態(tài)，而且能防止圍巖表面被水軟化，對易風化的巖層還能起到防止風化的作用及時錨網(wǎng)噴支護錨網(wǎng)噴結(jié)構(gòu)直接接觸圍巖，及時錨網(wǎng)噴可以在巷道發(fā)生破壞前限制圍巖的變形與位移，改變其應(yīng)力狀態(tài)，提高巖體的強度，使圍巖不進入松動狀態(tài)，充分發(fā)揮巖體自己支護自己的能力，使其較快向穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)化原巖應(yīng)力狀態(tài)經(jīng)歷了從平衡到不平衡到新平衡的變化過程，錨網(wǎng)噴積極參與了這個應(yīng)力變化的全過程，使圍巖在新的應(yīng)力平衡條件下處于穩(wěn)定狀態(tài)。
3.3施打錨索
錨索采用長度8米的鋼絞線錨索，因為錨索較長，可以錨固在巷道松動圈以外較穩(wěn)定的巖層中，錨固力比錨桿更大，使原來由錨桿支護形成的承載圈更大，增強了圍巖的自身穩(wěn)定性，起到了懸吊作用，及對錨網(wǎng)噴支護和圍巖的補強加固作用。
4巷道基本地質(zhì)條件
煤礦巷道埋深608m，頂、底板巖性為，煤層，煤層厚度變化小，平均6.0m；煤層強度中等。煤層直接頂為2.0m的砂質(zhì)泥巖；老頂為厚度8~10m的中粗粒砂巖，巖性好，強度較高。煤層直接底為1.5m的砂質(zhì)泥巖；直接底下部為厚度2.0m的泥巖見圖1。
泥巖和砂質(zhì)泥巖吸水后強度明顯降低，泥巖干燥狀態(tài)下抗壓強度24~30MPa，吸水后3.9~12.8MPa，砂質(zhì)泥巖干燥狀態(tài)下強度13~36MPa，吸水后6~24MPa。
5巷道破壞特征及原因分析
5.1巷道破壞特征
在該礦地質(zhì)條件下，面臨深部開采引起的巷道位移量大、返修劇增、巷道維護困難等一系列問題。根據(jù)現(xiàn)場礦壓觀測，該礦巷道出現(xiàn)的礦壓顯現(xiàn)特征為：巷道變形量大，變形速度快，頂?shù)装蹇傋冃瘟?.2～1.8m，變形速度達10～39mm/d；掘進20d后表面水平移近速度才小于10mm/d，之后移近速度比較小，但仍然保持在2.0 mm/d左右。其中底鼓量占巷道總變形量的65%～75%，巖體中的應(yīng)變隨時間逐漸增長，并不趨近于某一穩(wěn)定值，達到某一階段應(yīng)變率會急劇增加，最后導(dǎo)致破壞。
5. 2巷道破壞原因分析
5.2.1巷道底板無支護或支護強度不夠，導(dǎo)致巷道巖體流變難以得到控制。流變性圍巖體巷道要求巷道進行全斷面支護，避免底板出現(xiàn)圍巖體的粘性流動通道。由于底板積水和耙斗機裝巖的作用，底板巖體強度弱化較嚴重。底板流變極易發(fā)展，并導(dǎo)致巷道兩幫整體移動，幫、頂支護強度也難以發(fā)揮有效作用。[3]
5.2.2錨桿沒有發(fā)揮有效作用。從現(xiàn)場安置的2個錨桿測力計觀測結(jié)果知，錨桿實際工作阻力均為2.0MPa×0.55t/MPa=1.1 t，錨桿基本沒有發(fā)揮作用。在其它礦區(qū)大變形巷道進行的錨桿工作阻力測試結(jié)果，同樣存在錨桿工作偏低，沒有起到控制圍巖穩(wěn)定的作用。
5.2.3混凝土噴層和圍巖體變形不匹配，導(dǎo)致提前破壞；和錨桿沒有起到共同支護作用，并導(dǎo)致錨桿工作阻力損失。圍巖體力學(xué)性質(zhì)相對較弱的深井巷道，巷道初期產(chǎn)生一定的變形是塑性區(qū)形成、圍巖應(yīng)力峰值向深部轉(zhuǎn)移的必然過程；也是錨桿工作阻力迅速增加，錨桿發(fā)揮作用、減少巷道變形速度的過程。
6結(jié)語
軟巖巷道支護是一個復(fù)雜而又細致的二作，要針對圍巖情況，軟巖的特性，因地制宜地對癥下藥，軟巖支護的困難是可以解決的。同時要改變傳統(tǒng)的硬巖支護理念，正確理解和應(yīng)用軟巖立護理論，把軟巖巷道支護技術(shù)大膽地應(yīng)用到實踐中去。
