软岩巷道支护技术研究

摘要：软岩巷道围岩的突出特征是围岩由非均质层状岩体组成，围岩变形不协调而容易离层和失稳，表现为巷道变形破坏明显。本文主要就软岩的一系列相关技术进行了探讨，提出采用刚柔复合支护方法对巷道进行支护，即在支护体内设置柔性层和刚性层，柔性层释放初期高应力，刚性层控制有害变形；在受力集中的顶底角采用叠加支护，使巷道整体变形耦合；为提高软岩的开采效率提供参考。

关键词：软岩；巷道；支护；技术

软岩巷道围岩属于差异性较大的非均质层状赋存，表现为围岩难以形成承载结构、强烈的两帮移近、片帮和围岩不均匀的整体下沉。而顶板控制技术是确保支护安全的前提，顶板控制不好会给安全造成极大的被动影响，而且会造成边掘边修的现象，造成极大的人力物力的浪费，所以必须加强软岩巷道支护技术的研究。 1软岩巷道施工存在的问题

巷道在施工中发现巷道矿山压力显现快，下肩窝掉包、脱层、钢带撕裂、个别铁托板变形、锚杆拔断，巷道上帮整体内敛，部分玻璃钢锚杆拉断，底臌等问题，严重影响工作面回采期间的安全。 2 巷道破坏原因分析 2.1 围岩特性影响

岩层松软呈粉末状，顶底板多为泥岩、砂质泥岩及灰质泥岩，巷道围岩强度低，变形量大，变形速度快，巷道施工时极易出现底鼓，从而使两帮及顶板变形加剧，松动范围扩大，矿压显现明显。 2.2 碎胀作用影响

岩层中夹矸为固化程度很低的泥岩，夹矸及岩遇水变软，发生膨胀，在上覆岩层的作用下，夹矸及岩被挤压出，从而造成棚式支护的变形。 2.3 支护结构与参数不合理

锚杆受力不均，在巷道的整体支护中，托板变形、杆体断裂的始终是个体。在锚杆安装初期，由于施工机具、操作等因素的影响，锚杆施加给围岩的力就表现为大小不一，造成巷道围岩变形、运动不均，从而引起锚杆受力不均，导致个别托板变形、杆体断裂。 3软岩巷道的支护原理

一般情况下，软岩巷道围岩破坏具有以下几个特点：时间效应明显、初期变形速率大、环境感知敏感和对应力扰动，所以在软岩的最大塑性承载能力下，进行巷道支护，可以取得最好支护效果。根据相关调查和研究显示，软岩巷道的破坏过程从力学角度分析，可以看作是渐进力学过程，在岩炭开采过程中，破坏是从一个或者几个关键部位开始的，一般发生在围岩应力集中和围岩体强度较低的位置。采用刚柔复合支护以及关键部位的叠加支护，刚柔复合支护中的柔性支护释放高应力，刚性支护其有害变形。通过在顶角打锚索底脚打锚索，加强对顶底角“关键部位”的支护，使整体耦合，增加巷道整体的稳定性。 4 常用的支护方式分析

锚网支护主要包括锚杆支护、喷射混凝土支护、锚杆与喷射混凝土支护和锚网喷支护四种形式，其中，锚梁网支护和工字钢棚支护的实际应用较多，具有机械化程度高、施工效率高和成本较低等特点，在化学腐蚀性较强、水源丰富、应力要求高和跨度大的地段比较适用，尤其是地压较大和不均匀的区域，可采用钢筋混凝土进行支护。支架支护根据材料选用情况，可分为木支架、装配式混凝土支架和金属支架三种；根据结构形式，可以分为可伸缩性支护和刚性支护；按照巷道断面情况，可分为拱形支架和梯形支架，一般适用于巷道围岩非常不稳定或使用时间不长的情况下，具有成本较低、应用方便等特点。联合支护是以锚喷支护为主的支护方式，在地应力较大时使用，可以提高支护的稳定性，综合性较强，是未来巷道支护技术研究和发展的方向。 5提高软岩巷道支护技术的措施 5.1提高锚杆的预紧及锚固力

锚杆安装之初对围岩的作用主要取决于锚杆预紧力的大小。当预紧力小于松脱岩 体所受重力时，松动范围进一步发展，向上渐次松动，锚固区岩体逐渐破坏，产生裂隙，导致支护失效；当预紧力大于松脱岩体所受重力时，则克服了这个缺陷。因此，不仅强调支护材料本身的强度、锚杆与围岩的锚固强度，更应注意支护能够实现的初始支护力，即锚杆预紧力，因为锚杆的预紧力是锚杆支护系统的关键参数，随着预紧力的增加，巷道围岩移近量即屈服范围均显著减小，锚杆预紧力的大小严重影响锚杆的支护效果。 5.2确保顶板支护锚杆受力均匀

锚杆支护系统无论以悬吊理论还是组合梁理论分析都要求锚杆受力均匀。均匀的受力可以避免个别锚杆因受力集中而断裂，迫使应力传递给相邻的锚杆，最终导致整个支护系统失效。因此，保证锚杆受力均匀才能发挥良好的支护效果。 5.3 提高支护工艺技术水平

锚杆支护工艺技术很重要的环节是及时支护。顶板揭露后，由于自稳时间较短，需要在顶板揭露后的最短时间内，对顶板实施支护。顶板支护完毕后，岩帮分步刷大到设计巷道宽度，分步支护，顺序是先上后下，两帮同时进行。一般上、下帮的最上一根锚杆紧跟迎头打设，其余滞后顶1~2个循环支护，以达到平行作业的目的。巷道掘进时，通过光面爆破施工，尽量减轻对顶、帮岩巷岩体的破坏，为实施锚索等主动支护创造有利条件。必须在超前探梁临时支护的情况下进行锚索支护、塑编网的铺设等施工序。 5.4 特殊地段采用注浆加固

注浆的方式有效地提高巷道围岩的强度，在巷道较浅的地方，围岩容易由于巨大的压力而产生裂痕。而注浆的方式多为注入高水凝材料，把发生破碎的围岩缝隙进行填补，可提高凝固体的强度以及硬度，提高了巷道的受力强度。 5.5 加强巷道两帮的支护

巷道支护更多的强调对顶板的支护，而忽视了增加岩帮的自身承载能力。通常认识巷道帮部的支护主要是用来控制和防止巷道片帮。但是实践证明对于水平地应力高的岩巷，加强巷道岩帮支护，提高巷道岩帮自身承载能力，在岩帮形成整体压缩墙，极大地提高巷道围岩稳定性，从而改变巷道围岩的应力分 布，对控制巷道顶板起关键性的作用。因此，在巷道支护过程中，重视岩帮支护的研究及加强岩帮支护对提高锚杆支护系统的强度有一定的意义。 5.6 底部塑性区底角锚杆支护工艺的改进

软岩巷道支护理论认为，在一般软岩巷道中，巷道底板是一个关键部位，是一个比较容易忽略的底部塑性区，也是导致巷道不能在短期内进入稳定状态的因素之一。通过在底部塑

性区两底角打设底角锚杆，可以起到部分加固底部塑性区的作用，通过对底角的控制，达到对帮、底的控制，从而促进巷道稳定，实现控制顶、帮的目的。 6 结论

软岩巷道围岩塑性变形大，较难控制，只要我们采用适当的方法 就一定可以做好巷道的支护工作，为安全绳生产贡献力量。 参考文献：

[1]韩军平，刘三飞，郭英，田运奇，梁纪增.井下巷道掘进时的顶板管理探讨[J].岩炭技术，2010，（04）.

[2] 尹光志;王登科;张东明;;高应力软岩下矿井巷道支护[J];重庆大学学报(自然科学版);2007（10）

[3柏建彪;王襄禹;贾明魁;侯朝炯;;深部软岩巷道支护原理及应用[J];岩土工程学报;2008（05）

[4] 李凝,杨玉华;软岩巷道支护技术调研[J];岩炭工程;2003（8）