煤矿软岩巷道支护技术研究与实践
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摘 要文章通过对软岩巷道变形破坏的原因分析，软岩巷道支护存在的问题，软岩巷道支护技术的改进等三个方面对软岩巷道的支护进行了系统性分析，为煤矿软岩巷道技术工程人员提供参考。
关键词软岩巷道；支护；问题；改进
中图分类号TD 文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)111-0165-01
在煤矿开采的过程中，随着深度的不断增加，来自于上层的压力就越大，这样非常容易导致巷道变形，特别是当围岩的地质条件相对松软时，巷道的变形量就会相对加大，从而导致维修频繁，费用加大，这样不但严重制约了煤矿的正常生产，而且还非常容易出现重大安全事故。
1软岩巷道变形破坏的原因分析
在煤矿开采的过程中，随着开挖的深度不断加大，地质构造越来越复杂。这时，如果巷道围岩恰好位于软岩层，就会造成巷道长期不稳定，从而造成巷道的顶板出现不同程度的弯曲下沉，巷道的两壁向内挤压，底部上凸，有时还会出现锚杆拉断等现象，当巷道变形达到一定程度，还会出现软岩破碎、两壁开裂，断面缩小等严重状况，这样就会严重影响巷道的正常使用。通过十字基点法和矿压观测法对软岩巷道的各部分变形状况进行设点观察测量，并对观察测量的数据进行详细分析，从而得出了软岩巷道破坏的特点和根本原因有以下几点。
1.1软岩巷道建制初期变形速度较快，持续时间较长
数据表明，在掘进初期第一周内巷道变形速度相对较快，并且变形量也比较大。一周之后，巷道的变形速度开始变慢，但是仍然有明显的变形，这种状况大约持续到一个月作用才渐趋稳定。出现这种状况的主要原因是由于软岩巷道处于大埋深的状态下，软岩的承压状态出现改变造成的。如果软岩巷道的埋深较浅，所受到的应力就相对较小。
1.2顶板、底板、两壁的变形量不同
数据表明，软岩巷道掘进之后，巷道的顶板会出现下沉，底板会出现上凸，两壁会出现内移等现象，并且顶板、底板、两壁的变形量明显不同，顶板、底板变形的量明显大于两壁的变形量。在软岩巷道的各部分结构中，变形破坏最严重的地方就是巷道拱部，变形严重时甚至出现墙体开裂现象，在下壁肩窝部位，是破坏非常严重的部位。
1.3锚杆的受力也存在时间效应
由于软岩巷道的变形具有时间效应，因此锚杆的受力也存在着时间效应，并且随着时间的变化而呈现规律性的变化。在软岩巷道建成之初，锚杆的安装应力比较低，因此受力也比较低，因为早期软岩巷道变形速度比较快，因此，锚杆的受力也会逐渐加大。
在软岩巷道两壁拱基线处以及巷道的两肩窝锚杆的受力比较大，并且巷道下壁肩窝处受力更大，这样就会造成锚杆杆体受力过大在屈服后被拉断。
1.4软岩巷道表层破碎岩石大小不同
由于软岩巷道各处受力不同，从而造成对软岩的挤压力度不同，因此导致软岩巷道的破碎程度不同，其中两壁围岩破碎的岩石大约在0-0.5 m
之间，层理裂隙区破碎的岩石在0.5 m-1.2 m左右；顶板围岩破碎的岩石大约在0-0.7 m左右，层理裂隙区破碎的岩石在0.7 m-1.5 m之间。
2软岩巷道支护存在的问题
2.1软岩巷道支护的强度不足
在对于软岩巷道支护过程中，工程技术人员缺乏对变形部位的深刻认识，对于软岩巷道的支护存在着强度不足的问题，其中变形最严重的部位是巷道的拱部以及巷道下壁的拱肩窝处，常常会出现墙体开裂，突出或者掉渣等现象。
2.2安装锚杆时预应力考虑不足
预应力是利用锚杆进行支护的最关键的参数，也是判断锚杆究竟是处于主动支护状态或者被动支护状态的关键因素，通常情况下，预应力越高，锚杆的支护强度越大，越能体现出支护的主动性，预应力越低，支护的主动性越弱，这时就常常会出现围岩强度降低的现象，从而导致软岩巷道出现较大程度的变形，为此，在安装锚杆时，要认真考虑锚杆预应力的大小，只有这样，才能保证锚杆正常发挥作用。
2.3应力区的支护强度不足
软岩巷道的变形状况主要决定于地应力以及围岩承受的力学性质。通常状况下，地应力主要包括垂直主应力和水平主应力，如果对于垂直主应力和水平主应力分析不足，常常会造成应力区支护强度的不足，从而导致巷道变形。
2.4软岩巷道施工过程中出现质量问题
在软岩巷道施工过程中，有的工程技术人员不能严格按照规定的光爆参数进行施工，这样常常导致软岩巷道爆破效果不足，巷道的挖掘程度不足等状况，从而导致软岩巷道成形效果差，围岩破碎严重，结构面变多。同时，在软岩巷道支护验收时，部分工程技术人员敷衍了事，不按正常程序进行验收，这样常常导致支护强度不足。
3软岩巷道支护技术的改进
3.1努力提高支护强度
通常状况下，锚杆支护系统的强度和刚度都存在临界值，如果二者低于临界值，那么软岩巷道就会存在不稳定状态，并且这种不稳定状态将长期存在，这样围岩的变形和破坏将很难得到有效控制。
3.2努力提高锚杆的预应力
通常情况下，预应力越高，锚杆的支护强度越大，越能体现出支护的主动性，预应力越低，支护的主动性越弱，这时就常常会出现围岩强度降低的现象，从而导致软岩巷道出现较大程度的变形。为了实现对软岩巷道的有效支护，必须努力提高锚杆的预应力，只有锚杆的预应力得到有效提高，才能真正发挥出锚杆的支护作用。
3.3支护材料之间应该相互匹配
只有支护材料之间的参数以及力学性能能够相互匹配，才能够保证支护系统支护作用的正常发挥，从而体现出真正的支护效果。为此必须保证锚杆的各组成部件之间，锚杆和锚索之间的参数以及力学性能相互匹配。
3.4大力推广高新技术
在软岩巷道施工的过程中，不管是爆破还是炮震都会造成围岩破坏的现象，这样就给软岩巷道的支护造成困难，最终导致巷道严重变形。在巷道施工过程中，大力推广高新技术的应用，不但可以保持围岩不被破坏，而且还能有效保证巷道的成形性，还可以减少围岩的破坏程度，从而保证了软岩巷道的支护。
3.5扩大下扎脚
在软岩巷道支护施工过程中，可以利用加长两壁底脚锚杆或者增大锚杆下扎脚的办法控制软岩巷道的底部上凸。
总之，软岩巷道支护是事关煤矿安全的大问题，煤矿工程技术人员一定要认真提高思想意识，严格控制施工质量，只有这样，才能保证软岩巷道的支护力度，才能有效避免煤矿开采过程中重大安全事故的发生。
参考文献
[1]韩友波,陈荣德,胡立国,朱喜东.软岩巷道支护技术的研究与实践[J].煤炭工程.2007,12.
[2]蔡祥雷.芦岭煤矿软岩巷道支护技术的研究与实践[J].矿业安全与环保,2008,23,02.
[3]耿献文,谭云亮.深部软岩巷道锚杆支护技术研究与实践[J].非金属矿,2002,07.
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