复杂环境软岩巷道稳定控制与施工技术研究

摘 要：随着社会的发展，人们对矿产资源的需求越来越大，就需要随开采深度不断的增加，从而导致软岩巷道的数量将不断扩大。但是软岩巷道围岩变形、支护技术却并没有得到有力的发展，制约着生产发展。本文就针对软岩巷道围岩的变形特点，首先了解软岩巷道围岩稳定控制的原则，然后对复杂环境下软岩巷道采用锚索梁支护方法进行稳定性控制与施工技术的分析。

关键词：复杂环境 软岩巷道 控制 施工技术

中图分类号：TD322 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（a）-0131-01

社会的发展需要大量的煤炭资源来提供保障，而煤炭资源是一种不可再生资源，对于它的开采将逐渐向深部去延伸。目前深井开采已经是我国煤炭开采的主要来源，但是随着开采深度的增加，环境的复杂程度也将越发严重，比如说：地应力将加大，地下水压力和涌水量也将增大，这将会导致对深部巷道围岩稳定性控制增加难度，致使作业环境日益恶化，生产成本急剧增加。那么，对于软岩巷道围岩的稳定性控制将引来了新的挑战，相应技术需进一步的提高，以至于能够解决新的问题，从而保障生产需求。

1 软岩巷道围岩稳定控制原则

软岩巷道围岩在深部高应力的作用下，将会出现冲击破坏和大变形破坏这两种情形。对于煤矿开采来说，主要会出现大变形破坏现象，在对巷道进行开挖和支护后，虽然经过多次的修复和加固但是还是无法达到长期的稳定效果，这将会为今后的生产和安全带来严重的安全隐患。所以对于这种复杂环境下的软岩巷道必须加强对其的稳定性控制。对于这种深部复杂地质的工程条件，根据其不稳定巷道的围岩特性和不同的支护特性应从整体性原则、结构性原则、全面性原则、有效性原则以及时效性原则出发，采取积极主动的支护方法来实现对巷道围岩的有效控制。

（1）整体性原则。将锚杆控制范围内的围岩与围岩本身形成一个整体，使得支护和围岩共同发挥作用，而且支护和围岩形成一种复合体，从而发挥出最大的刚度和强度来抵抗软岩巷道的变形。

（2）结构性原则。支护和围岩能够形成一种复合体，通过对复合体应力的改变来加强锚固或者增加锚固深度，以至于使得整体结构的应力状态均衡，达到最优化的支护效果。

（3）全面性原则。对于巷道的加强，不仅要加强其围岩项帮还应加强其底角和底板的支护，避免底角变形和底板支护不稳的情形，从而达到全面支护的作用。

（4）有效性原则。根据破碎围岩锚固及注浆后的力学特性进行支护结构参数的设计，使得支柱结构能够承受较大的刚度和强度，从而能够抵抗巷道围岩在静动力的作用下产生的形变。

（5）时效性原则。对于巷道围岩的锚固应考虑复杂条件下对其破坏所存在的流变效应，也就是采用支护体的长时长度来避免在静动力作用下支护体进入屈服状态。

2 软岩巷道稳定控制与施工技术分析

根据对复杂条件下软岩巷道围岩条件及工程条件的具体分析，以整体性原则、结构性原则、全面性原则、有效性原则和时效性原则这五个原则为设计准则，提出高性能锚喷支护技术、整体让抗压支护技术、软弱围岩整体转化技术和巷道围岩稳定控制技术的组合运用等方法来提高巷道的稳定性。对于复杂环境下的软岩巷道一般采用锚索梁支护方法对其稳定性进行有效控制。

2.1 锚索梁支护的机理

锚索梁支护是采用锚索和钢带进行的强有力的支护形式，其主要是顺着巷道铺设五条钢带，而每一条钢带都相应配置三根锚索，五条钢带的排练方式则采用“三两迈步”交错支护，致使在任何一个断面中都具有不少于两条钢带的支护作用。这种支护方式体现了锚索梁永久支护和前探梁支护的双重作用，可以牢牢的对顶板围岩进行强有力的支护，确保其稳定性。对于锚索梁的应用过程中，我们不难看出锚索梁支护特点有：（1）改善了围岩结构和力学性质。（2）提高了围岩的自撑能力。（3）有效的降低支护成本。（4）优化了巷道支护效果。

2.2 锚索梁支护的施工工艺

锚索梁支护的施工工艺主要包括五部分：放炮后找顶、打孔、安装锚索、固定钢带或金属网及打注锚杆。

（1）打孔。锚索孔一般采用MQT-85型锚杆，人扶钻机，湿式钻其孔。孔直径一般为27 mm，孔深为4000～6000 mm，孔垂直于顶板，锚索则布置在巷道拱部。

（2）安装锚索。锚索孔的钻孔工艺完成后，首先将孔内的煤岩芬吹扫干净，用锚杆钻机将对迎头锚索进行安装，然后托起钢带和金属网将中间锚索固定好，最后安装后部锚索。将锚索安装好后应注意将外漏长的锚索用12#铁丝进行捆绑，以免防止长锚索散乱。

（3）钢带和金属网的固定。钢带的安装方式则采用“三两迈步”交错支护，确保每条钢带上都布有三根锚索且每个断面都有两条钢带。金属网则采用对接方式，用12#铁丝拧紧，保证其牢固。其中锚索托盘必须压紧钢带，而钢带必须压紧金属网，金属网则必须紧贴壁面，必须保证这三者的环环相扣，才能达到最好的支护效果。

（4）打注锚杆。用ZY24风钻打孔，锚杆使用Φ20×2200 mm，螺杆之间的间距则控制在900×900 mm，使用长130 mm的强力T型托盘，最后用风煤钻进行安装和搅拌。

2.3 对锚索梁支护的几点想法

（1）锚索梁支护能够大幅度的提高初撑力，可以对新暴露的顶板可以起到良好的支护作用，将有效的杜绝巷道掘进冒顶事故的发生，从而降低了巷道顶板离层现象，是对大断面软岩巷道稳定性控制的最新方法。

（2）锚索梁支护与传统的架棚及二次支护方法相比，具有工艺简单、快捷、减轻劳动强度、减少辅助用料、降低成本、提高安全性等显著优势，所以锚索梁支护具有良好的应用前景。

（3）锚索梁支护适用于大跨度硐室、断层破碎带及大断面交叉点的支护，所以对于一些复杂恶劣的特殊施工地用以往传统的方法将无法保证其稳定性的控制要求，但是锚索梁支护方法将可以对这种特殊环境的巷道施工及维修提供了新的方式方法。

3 结语

随着对矿产资源开采力度的不断加大，复杂环境下软岩巷道稳定性问题日益严峻，为了保证施工进度及工作人员的人身安全，必须不断的提高软岩巷道的稳定性。在对提高巷道稳定性的理论研究时应切实结合实践来进行，这样的研究才会是有实用价值的，在应用中也将最具有可靠性从而保证其安全性。

参考文献

[1]何满湘，孙晓明.中国煤矿软岩巷道工程支护设计与施工指南阳[M].北京：科学出版社，2004.

[2]康红普，会华，林建.高预应力强力支护系统及其在深部巷道中的应用[J].煤炭学报，2007.