濉溪县安全生产监督管理局 安徽淮北 235100
摘要：软岩巷道如何进行科学支护一直是工程技术人员必须面对的问题。伴随着开采深度的不断增加，软岩巷道所处环境的地应力会愈来愈高，特别是在地质构造活动强烈的地区，软岩巷道的支护效果及稳定性就更加难以保证。本文针对巷道软岩支护展开了简单的讨论，以供参考。
关键词：煤矿软岩巷道；支护技术；研究
引言
软岩巷道建构起来的支护，直接关涉深层级的井内安全，应当予以注重。矿井周边范畴以内的压力、顶部凸显的压力，都增添了原有的支护要求。为保障平常的采掘顺利，应当明晰软岩形变的多重成因，明晰支护机理。结合场地特有的真实状态，选出适宜情形下的支护方式，保证巷道稳固。
1软岩概述
软岩是容易发生塑性变形的岩体。软岩的形态通常是泥岩、粉岩状。其主要特点为：质地软、硬度小、形态松、整体散。根据化学成分、理化特性、结构特点把软岩分四类：低强度高膨胀型类别、高应力型类别、破碎性类别、复合型类别。分别具有以下特点：
1.1低强度高膨胀型类别的软岩特性主要有：塑造性好、易于膨胀、便于流动、扰动性高、崩解性强等，其岩质松软、易碎、强度低，软岩中存在的泥质成分和含有的膨胀性物质微粒，使得软岩很容易出现塑性形变，一旦接触到水分容易发生形变（软化、膨胀等），对风化、震动等承受能力薄弱。当巷道围岩是此类型软岩时，围岩耐扰动力差，容易变形，给支护工作造成很大难度。
1.2高应力型软岩的特性主要有：并不是岩体本身的性质属于软岩，随着开采深度达到一个程度，岩性也随之改变，变为具有软岩特征。随着煤矿开采技术的发展，矿井开挖的深度在持续增加，有的煤矿因为受到的上覆岩层重力大幅度加大，从而导致应力场复杂多变；在应力较高的时候，一旦有扰动发生，将会对围岩产生较大的影响，导致围岩易于破坏，出现新裂纹，产生膨胀效应。
1.3破碎性型软岩的特性主要有：围岩岩层纹理相异、缝隙错综多样、岩层细碎、稳定性能不好。受该特征的影响，施工作业人员在执行巷道开挖和支护过程中比较困难，施工危险因素较多，可能会发生事故。
1.4复合型软岩通常指低强度高膨胀性软岩、高应力软岩、极破碎软岩的任意组合方式。
2软岩巷道支护原理与支护原则
2.1支护原理
巷道围岩岩体属于软岩结构时，支护关键点在于探索和充分利用软岩的自身承受能力。需要对施工岩层进行特征分析，掌握地压情况，通过科学的设计手段，使支护结构和作业过程足以应对围岩变形的任何情况，以此实现控制巷道围岩形变和巷道安全的目的。
2.1.1应使支护结构的承受能力（强度）与围岩的自承受力有较好的适应性，与围岩形变相适应。事实论证，仅仅依靠增加支护刚度来强化巷道支护，很难实现预期效果。
2.1.2采用卸压适宜、加固和支撑相结合的技术措施。当围岩岩层应力较高时，进行适当的卸力；当围岩岩层形变较大时，预留适当的余量；当围岩岩层结构散碎，要进行及时加固，防止坍塌。
2.1.3及时测量围岩变形量，第一时间掌握围岩变形形态，及时反馈测定结果，为二次支护提供技术参数，有针对性地进行二次支护设计。
2.2支护原则
学习和使用科学先进的支护技术和工艺，全面开发围岩的自承载力。强化综合治理、连续监控的支护思想。同时，对围岩的残余强度进行维持，尽量提高围岩的残余强度。
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3支护类型
3.1整体刚性支护
该支护一般分为：全封闭钢支架、整体预制模板、现浇封闭钢筋混凝土等。事实表明，当支护强度提高时，岩层承受压力随之增大。促使支护受力有所提升，相反，支护载荷却未能降低，支护发生弯曲和损坏状况不能很好改善。所以，整体刚性支护不能有效处理围岩和支护间的矛盾，不适用于变形量大、地压高的软岩结构围岩。
3.2刚性支护加柔体垫层支护
该类型支护主要有两种形式，即圆料砌喧加可缩层、条带。能够提升巷道岩层的强度，由于可以进行微量的伸缩，起到一定的缓冲作用，可是，由于砌体本体具有较高的刚度，使得能够适应的变形量甚微，故不适合于变形量较大的软岩岩层巷道。该方式还存在一定弊端，即支护作业进度较慢，施工者作业强度大。
3.3u型钢可缩性支架支护
u型钢可缩性支架支护适合支护膨胀性岩层、断层破碎带。此支架具有可伸缩性能，具备良好的支撑力。当支架受压变形后，对原载荷起到一个卸压的作用，支架负荷下降。然而，u型钢支架应用于巷道支护中，其支撑性能无法充分体现。原因在于：在巷道开挖和支护作业时，不可避免地在支架后方出现深浅不一的凹坑，凹坑使得支架与岩层贴合不充分。一旦岩层出现变形，使得支架负载不平衡，易失稳，导致支架受力状况恶化，支架形状发生改变，以至于失效。同时，要提高支护能力，需要钢支架的尺寸加大、质量增加，造成成本增加。
3.4锚喷支护
普遍认为锚杆及其联合支护是最优支护。一般把锚杆支护当做主动支护，并非所有的锚杆都是主动支护作用。主、被动支护的主要区分是：支护构件对岩层的支撑力是否为锚杆主动给予的。安装锚杆的时候，需要施加足够的预紧作用力，以便去除支护构件的初始位移量，同时给岩层施加预紧作用力，缓冲了部分应力。混凝土喷射是借助喷浆机将搅拌均匀的混凝土拌合物直接喷射至工作面的技术，通过喷射混凝土将开挖后的松散岩面凝固成一个整体，防止裸露围岩破坏剥落，同时改善围岩的受力状况，并与围岩共同承受压缩变形，提高围岩强度。
4支护对策
4.1科学设计巷道布局
在规划初期认真勘察，熟悉岩层特性，优选巷道方位，尽可能避开高应力区。
4.2断面定形要合理
参考巷道上方压力、两侧压力，优化巷道位置及方向，对巷道上方压力大、巷道两侧压力低、巷道下方压力微弱，此时，推荐使用直墙半圆拱断面；对巷道岩层质地软、岩层含膨胀性物质、巷道上方和两侧压力比较高，巷道下方还有一定压力，此时，推荐使用马蹄形断面；对膨胀类型的软弱岩层，巷道周围高压力，此时，推荐使用圆形断面；对膨胀类型的软弱岩层，巷道周围高压力，同时压力不均衡，此时，推荐选用椭圆形断面。
4.3适度提升巷道围岩强度
软弱岩层最为可靠的支护技术是锚杆和注浆。两种方法都能有效生成岩层加固的承载范围，最大程度上依靠岩层的自承力，阻止岩层的流动性。
4.4护表力适度加大，强化岩层外表强度
岩层外表完好度好坏直接影响支护效果，要想支护效果好，必须保证有效提升岩层外表完整度。科学施工完善岩层表面强度（如喷浆法、设网法等），优化岩层受力状况，加大巷道岩层强度，保证巷道安全稳定。
4.5使用刚柔相辅的整体支护结构
最大程度加大巷道岩层的自承受力。对于高应力区围岩，进行适当的卸力。对变形大的围岩区域，预留适当的余量。对于软弱区域，需对围岩整体加固。
4.6适当提高锚杆支护的预紧力，竭力实现主动支护
锚杆需要承受较大的预紧力，所以锚杆必须有好的刚度。单一锚杆对岩层作用力面积小，作用于岩层的范围小，想要作用于大范围的岩层，可以使用托板、钢带、金属网等构件把锚杆的作用力扩散，以实现高效优良支护。
结语
软岩巷道是矿山建设中常见的一种巷道地质类型，它具有地质构造特殊、施工工艺复杂等特性。在软岩巷道施工中，应根据设计和现场实际情况合理选择相应的支护方式，不断优化选择支护措施。参照岩层特点优选最佳的支护方案，做到科学施工、规范施工，为矿井安全高效生产奠定基础。
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论文作者:罗志伟
论文发表刊物:《基层建设》2015年22期供稿
论文发表时间:2016/3/21
标签：巷道论文; 岩层论文; 围岩论文; 支架论文; 应力论文; 强度论文; 压力论文; 《基层建设》2015年22期供稿论文;