山西省太原市古交市马兰矿山西 太原030205
摘要：改革开放以来，随着社会、经济的发展,煤炭资源与经济发展之间密切的关系越来越明显。2013年年初开始，煤炭的价格与之前相比大幅下跌，导致煤炭经济遭受了比较严重的损失，煤炭行业遭遇了前所未有的危机。但是，相信随着近两年国内经济的高速增长，对煤炭的需求量也会明显增加，积压的煤炭将在比较短的时间内被市场所吸收。我国虽然是世界上开采煤矿较早的国家之一，但受到经济、技术和管理等多方面因素的影响，导致目前我国的煤矿发展水平较发达国家仍然存在比较大的差距。其中，煤矿软岩巷道支护护理技术是阻碍煤矿发展的一个主要因素，本文重点介绍了煤矿软岩巷道维修支护理论及应用。
关键词：煤矿软岩巷道；围岩破坏机理；维修支护方法
一、引言
近年来，随着经济的快速发展，工业化进程不断深入，对煤矿的需求量也越来越大，导致煤矿的开采条件日益复杂。目前，很多煤矿企业受到软岩巷道维修支护问题的困扰，软岩巷道维修支护问题一方面制约煤矿企业的发展，另一方面对煤矿经济产生负面影响。本文首先分析了巷道围岩变形力学机理及破坏原因，然后，重点介绍了新型巷道维修支护技术及其应用。希望通过本文的介绍为相关人员开展煤矿软岩巷道维修支护工作提供理论依据和指导意见。 二、巷道围岩变形力学机理及破坏原因分析
（一）围岩地应力过大
巷道在进行开挖以后，会产生地层压力效应，导致产生底层压力效应的因素包括重新形成的围岩应力、围岩强度等等。对于软岩巷道在受到重新形成的围岩应力、围岩强度和底层作用力的影响，将对支护结构提出更高的要求。支护结构直接影响到巷道的变形量和底板岩层的完整性。
（二）岩体性质较差
对于软岩巷道，岩体的性质较差，当巷道开挖以后，岩体的性质将对巷道整体的稳定性产生直接影响。岩体因其构成成分和结构的不同，导致其性质不同，不同性质的岩体所表现出的物理力学性质会存在差异。在软岩巷道中，由于存在油页岩、泥岩以及软泥岩等，导致其强度低，特别是在遇水以后，容易发生沉降和位移。
（三）传统支护方法对巷道底板通常不做处理的不足
传统的支护方法往往只重视对巷道顶帮扩刷，而缺乏对巷道底板的维修支护。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆巷道底板在长期缺乏支护的情况下，容易在开挖后新形成的巷道作用力之下发生剪性膨胀，加之受到含膨胀性矿物成分的影响，会加剧巷道顶板渗水的问题。在膨胀压力的作用下，将导致巷道底臌状况加剧。综上所述，传统支护方法对巷道底板通常不做处理，必然会导致巷道围岩受到损坏，形成安全隐患。
三、新型巷道维修支护技术及其应用
（一）注浆锚索在软岩破碎巷道维修支护中的应用
注浆锚索属于近年来出现的新型产品。在马兰矿中采用的注浆锚索为82B型钢制成的中空的注浆锚索，注浆锚索的直径为22mm，长度为6300mm。注浆锚索能够承受的最大载荷为42t，锚固长度为1.3m，相邻两个注浆锚索的排距为：1600mm×1600 mm。注浆锚索整体呈矩形布置，外露长度小于250mm。注浆锚索插入到软岩破碎巷道内的一端低于水平线45°，锚索到巷道底板的距离为100mm，其它锚索垂直巷道顶帮部，鸟窝锚索和注浆锚索交替设置。
将注浆锚索应用在马兰矿软岩破碎巷道维修支护中，能够有效的维持巷道的形状，降低巷道变形量，巷道顶底板的下沉量较没有采用采用注浆锚索时降低了40%，两帮位移量降低了45%。注浆锚杆的受力均匀，没有出现断裂问题。注浆锚杆提升了煤矿巷道的整体性，整个巷道的强度和防变形能力同时变强。马兰矿在没有采用注浆锚杆支护时，巷道拱、顶采用“锚索（∮21.6×5200㎜）+14#槽钢锚梁+钢筋网+喷砼”联合支护的形式，锚索间排距1000×1000㎜，巷道墙部采用“锚索（∮21.6×3500㎜）+14#槽钢锚梁+钢筋网+喷砼”联合支护的形式，锚索间排距1000×1000㎜，喷砼厚度100㎜。虽然采取了这么强度的支护形式但还需每6个多月进行维修一次，自在采用了注浆锚杆支护以后，到现在已经两年多巷道基本变化不大。由此可以看出，将注浆锚索应用在软岩破碎巷道维修支护中，具有较为巨大的经济价值和推广价值。
（二）瑞米支柱支护技术在巷道维修中的应用
在马兰矿的巷道维修中还应用了瑞米支柱技术，通过实践证明瑞米支柱技术能够有效抑制巷道顶板下沉。瑞米支柱的直径为600mm，高度小于2.4m，相邻两个瑞米支柱的间距为1.2m左右。瑞米支柱采用瑞米密闭I号作为注浆材料，4min即可初凝，终凝时间为60min，一个月后，强度能够达到7Mpa。采用瑞米支柱支护技术需要注意以下几点：第一点，瑞米支柱要紧靠巷道两帮；第二点，瑞米支柱在注浆前和注浆后均不能发生偏斜；第三点，挂袋时保证注浆管口指向巷道内侧。
采用瑞米支柱支护技术以后，巷道顶底板变形量较以前降低很多，巷道高度由原来的0.8增加到1.6m，巷道的宽度由原来的1.5m增加到2.0m。高度和宽度的增加直接提升了实际通风断面，工作面通风量较之前明显变大，且风量稳定。将瑞米支柱技术应用到巷道维修中，在具备支护作用的同时，增大巷道的通风量，降低安全风险和巷道返修率。
四、结论
随着煤矿开采量的不断增大，导致煤矿的开采条件日益复杂。针对煤矿软岩巷道的维修支护问题已经成为制约煤矿业发展的重要因素。本文首先分析了巷道围岩变形力学机理及破坏原因，包括围岩地应力过大，岩体性质较差和传统支护方法对巷道底板通常不做处理的不足。针对巷道围岩变形力学机理及破坏原因，结合实际工作经验，介绍了两种新型巷道维修支护技术及其应用，分别是注浆锚索和技术瑞米支柱支护技术。采用新型巷道维修支护技术一方面能够有效降低巷道变形量，降低安全风险，另一方面，减少返修率，节约成本，值得广泛推广和使用。
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论文作者:赵博
论文发表刊物:《科技中国》2016年10期
论文发表时间:2017/1/5
标签：巷道论文; 围岩论文; 注浆论文; 煤矿论文; 支柱论文; 底板论文; 技术论文; 《科技中国》2016年10期论文;