云南省陆东煤矿 云南省曲靖市 655004
摘要：本文以笔者所在陆东煤矿二号井为例，阐述煤矿软岩巷道的变形特征及支护中存在的问题，并有针对性的给出了有实用价值的支护方案。
关键字：煤矿、软岩、巷道、掘进、支护
1引言
陆东煤矿二号井北翼采区开拓工程为接续工程，控制北翼采区从C5煤层到C17煤层的资源。
2014年1月在C9煤层中开拓145米，掘进过程中发现该巷道巷帮、地鼓严重。至2014年3月，实测断面缩小5.2m2，已无法满足使用要求。
C9煤层，该煤层属大部可采煤层。顶底板特性：煤层厚度1.18～4.78m，平均2.98m，在井田内38个工程控制点，有33个点可采，2点不可采，1个点尖灭。与7煤层层间距15～20m。一般煤层有2～0层高岭石夹矸，不稳定。顶板有一层厚度零至0.35米的灰色薄层状粘土岩或粉砂质粘土岩作为伪顶，直接顶由一套节理发育厚21.48米的灰色薄层状粉砂岩和菱状质粉砂岩等厚互层岩石组成。煤层直接顶板为薄层状菱铁岩，其底板为灰色、棕灰色粘土岩，含菱铁矿结核或小透镜体，遇水膨胀性极强，厚度可达0.3至2.5米。初步分析，是由于C9煤层底板遇水膨胀，导致巷道剧烈变形。详见下图。
2煤矿软岩巷道变形特征分析
与浅部巷道围岩相比，深部巷道围岩会随着深度的增加而升温，温度的高低对软岩的力学特性有着极大的影响，煤矿软岩巷道变形具有以下特征。
（1）软岩巷道围岩的变形来压快，压力大、形变大，与时间呈正相关，有着明显的蠕变特点。要求支护结构能承受较大的压力以及一定的变形量。
（2）软岩巷道的埋深程度对巷道围岩的变形有密切关系，巷道埋深越大，巷道整体的变形量越大，稳定性越差。
（3）软岩巷道围岩虽然受到复杂应力作用，但巷道变形却呈现明显的方向性。
（4）软岩巷道围岩的变形，表现在顶板下沉、两帮距离缩短及底板鼓起。
（5）软岩巷道很容易受到环境或应力扰动的影响而出现大规模的变形现象。
3煤矿软岩巷道支护存在问题
3.1围岩吸水性强
围岩中若含有高岭石、伊利石、蒙脱石等吸水性强的黏土，则围岩在遇水后极易膨胀、疏松，故在软岩中掘进巷道时，要做好防治水措施。
3.2围岩应力高而复杂
围岩应力的大小与巷道所处深度有着直接关系，围岩强度又受到应力大小的影响。由于软岩通常结构破碎，应力分布复杂，随着深度的增加，巷道及其连接处的集中应力增大，超过围岩的最大承载力后，围岩可从稳定态转变为软岩态。
3.3围岩破碎且强度低
煤矿井下软岩通常为炭质泥岩、砂质泥岩、泥岩等，此类岩石的抗压强度低，节理发育破碎，深部巷道在高应力作用下，围岩极易发生变形。
4煤矿软岩巷道掘进支护技术
4.1巷道掘进技术
煤矿井下软岩巷道的掘进以钻爆结合机械化掘进方式为主，主要施工流程为：气腿凿岩机—耙斗铲装机—液压钻车—侧卸装岩机—液压钻机—挖掘机。采用机械化掘进巷道，极大提高了掘进效率，缩短了软岩暴露时间。
掘进施工前，应根据巷道岩层特点制定掘进路线，结合现有设备确定掘进施工方式。目前普遍采用的软岩巷道掘进方式有（1）钻爆掘进更适合用于坚硬围岩中，且掘进过程中需采用湿式凿岩防尘方式。（2）综掘机掘进进速度稳定，所开掘的巷道断面规整，外壁光滑，有利于支护，且支护效果好，除尘方式采用风机除尘或湿式除尘。
4.2锚杆联合支护技术
锚杆支护通常用在锚注或锚网喷技术中，在软岩围岩中打入锚杆可提升软岩的稳定性。采用锚网喷技术支护时，需将锚杆布置在未破坏的岩石上，以避免锚杆松动脱落。锚杆固定完毕后，再铺设一层钢筋网，钢筋网与锚杆连接，然后在进行混凝土喷射工作。此技术具有很强的承载力，能有效防止软岩巷道变形。
锚注支护技术是在软岩刚到开挖成型后，首先对巷道壁进行喷浆，使巷道外壁与空气隔绝。巷道外壁喷浆完成后，在围岩中布置注浆锚杆，进行注浆作业。此技术可显著改善围岩结构，增强其抗压性和整体性。
4.3锚网喷浆支护技术
锚网喷技术由混泥土喷层、锚杆及钢筋网三部分组成，首先在巷道外壁喷射的混凝土可及时阻断巷道与空气接触，防止围岩发生风化破碎。锚杆可有效防止围岩裂隙的扩大，控制住塑性区域。在围岩未发生变形之前进行注浆，可提升软岩的稳定性和承载力，可在软岩发生变形前使其具有较强的结构。
采用锚网喷技术时，首先确定围岩类型，不同类型围岩选择不同的施工顺序和施工方法。围岩较好地段采用分次施工进行支护，围岩较差地段应一次性完成支护施工。
5结语
煤矿软岩巷道施工及支护是一个复杂的系统工程，软岩巷道一旦出现问题，会带来严重的经济损失，影响到整个矿井的建设及开采。因此，在进行巷道施工前必须调查围岩特性，针对性的制定施工计划，选择最优的施工工艺及支护方式。
参考文献：
［1］高海波，刘海利.高应力软岩巷道施工及支护技术研究［J］.煤炭技术，2017（11）：152-155.
［2］王志德，崔海源.煤矿软岩刚到施工及支护技术适用性分析［J］.煤炭科学技术，2017（22）：129-132.
论文作者:陆克树
论文发表刊物:《防护工程》2018年第7期
论文发表时间:2018/8/8
标签：巷道论文; 围岩论文; 煤层论文; 煤矿论文; 应力论文; 技术论文; 锚杆论文; 《防护工程》2018年第7期论文;