地下开采矿山软岩巷道支护技术探讨

张祥君

摘 要： 地下矿山的开采过程中，巷道是必要的通行设施。在巷道开通中，经常遇到软岩型地质，这对于巷道的支护技术提出了较高的要求。如果支护技术不到位，很容易造成巷道坍塌，導致严重的安全事故，本文对地下开采矿山软岩巷道支护技术进行研究谈到，提高地下开采矿山软岩巷道的安全性。

关键词： 软岩巷道;支护;施工

【中图分类号】TD313 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.31.265

前言：随着人类社会的发展，人类对于矿产资源的开采越来越高，矿产资源开采的深度也越来越大。在地下开采矿山中，巷道是重要的通行设施，但是由于受到多种因素的影响，尤其是软岩型地质状态下，巷道需要进行支护以保证人员和设备的安全。在矿山软岩巷道的建设中出现了越来越多的复杂地质条件下的巷道工程，矿山软岩巷道稳定与支护也越来越受到关注。矿山软岩巷道的稳定性直接关系到巷道工程的施工安全与质量，因此，对其支护技术展开研究非常有必要。

1 矿山软岩巷道概述

矿山软岩巷道主要有依据巷道围岩的岩石性质，包括物理强度、抗压强度、弹性波速和变形模量等性质对岩石的质量指标评估，这些指标主要用于评估巷道围岩岩体结构的完整性，然后分析地层的地下水情况，地下水的分布、流动以及变换对于巷道围岩的结构的影响。矿山软岩巷道稳定性是指在开挖巷道时，通过一定的手段对巷道内的围岩进行支护，保证巷道围岩不发生坍塌事故，不出现变形，使巷道围岩保持稳固的状态。地质环境、支护方式以及施工技术三种因素相互独立又综合性的对巷道的稳定性构成影响。对于矿山软岩巷道的稳定性丧失的判断目前并没有统一的标准和依据，巷道围岩稳定性丧失的判断是一个比较困难的问题，尤其是复杂地质环境中时有坍塌事故的发生，更加大了判断难度。

2 影响矿山软岩巷道稳定性的因素

2.1 原岩应力状态的影响。

在岩体没有开挖前的受力状态为原岩应力状态，原岩应力的主要主要施力方向和原岩应力的大小对于巷道开挖后矿山软岩巷道的造成的影响不同，矿山软岩巷道受到的破坏程度也不同。

2.2 岩体结构和性质的影响。

矿山软岩巷道的稳定性最重要的影响因素是岩体的结构和性质。岩体的结构主要有整体型、散体型、层状结构和碎裂结构等，而围岩根据岩体结构的不同又分为脆性围岩和塑性围岩两类，整体性和层状结构的岩体常形成脆性围岩，其质体坚硬，具有很高的强度;而散体型和碎裂结构的围岩常形成塑性围岩，其结构松散，力学强度较低，对矿山软岩巷道产生不利的影响。围岩的稳定性主要由岩体中的软弱层的结构和性质决定。

2.3 地质运动的影响。

地质运动会对岩体的完整性造成巨大的破坏，地质运动越活跃，岩体整体性就越差，稳定性也越差，因此巷道开挖选址时要避免地质运动活跃的地区。地质运动会形成断层带，巷道如果必须穿越断层带，距离越长，矿山软岩巷道的稳定性就越差。

2.4 地下水的影响。

地下水对于巷道稳定性的影响很大，主要是因为水可以软化岩体，降低岩体的强度，其次，地下水在流动时会带走一部分夹层物质，降低夹层间的摩阻力，使岩体失去稳定性，矿山软岩巷道中很多失稳事故都是由于地下水的冲刷引起的。

3 矿山软岩巷道稳定性的支护技术

矿山软岩巷道的支护技术较多，以下简单介绍几种：

3.1 预应力锚杆支护。

矿山软岩巷道要及时通过预应力锚杆进行加固，避免矿山软岩巷道出现缝隙或者防止缝隙扩大扩散。预应力锚杆支护可以通过悬吊、组合梁的方式形成梁拱，起到支护的作用，在矿山软岩巷道顶端部分采取深部锚固的方式，可以产生强悬吊效果的作用力，并且预应力锚杆可以使层状的矿山软岩巷道岩体组合在一起，使其更具有整体性。

3.2 锚索支护技术。

矿山软岩巷道稳定性的支护中，锚杆支护是通过柔性较好的钢绞线实施的，钢绞线的固定位置在岩层的深处，因此它可以将自身主体结构的受力传入到岩层的内部，以此为基础形成了强大的拉应力，其受到的力越强，岩层深处的拉应力也越强，进而形成了良性循环，在巨大的拉应力作用下，围岩出现了一定的弹性进而被巨大的荷载压缩为承载力较强的拱状，对矿山软岩巷道起到了主动加固补强的作用。

3.3 注浆锚固技术。

矿山软岩巷道自身不仅是荷载同时也是稳固的承载体。因此，支护体系要有效利用围岩自身承载能力，其效果也要好于自身单独提供的支护能力。面对地质情况比较松软的破碎岩体，锚杆无法发挥出有效的作用，尤其是矿山软岩巷道松动的时候，单靠锚杆的支护无法提供足够的支护，此时可以采用注浆锚固技术，通过注浆的方式提升岩体的整体性和强度，进而提升岩体的粘合力和内摩擦力，同时也提升了锚杆的作用效果，最终整体提升了围岩的强度和承载能力。

3.4 高应力转移。

将矿山软岩巷道高应力的部分通过一定的方式将应力分散转移到岩体的深处，并结合注浆锚固的方式，深入到岩体的内部结构之内，扩大了应力的承载的范围。高应力转移的方式有效的缓解了矿山软岩巷道局部承载荷载过大的问题，改善了矿山软岩巷道整体的应力状态，增强了岩体强度。

4 矿山软岩巷道稳定性的控制

矿山软岩巷道面对的地质情况复杂，很多时候不是单一的影响因素，因此一定要根据矿山软岩巷道工程的实际情况进行综合分析，并采取相应的支护方式，按照矿山软岩巷道的的要求和标准进行施工，有效提高矿山软岩巷道的稳定性和施工的安全性。

4.1 现场监测。

信息化技术的迅速发展，现场监测在矿山软岩巷道的稳定性监控中越来越重要，通过实时的对巷道岩体的受力状态和形变进行监控量测，并通过分析确定巷道的开挖施工技术和支护手段，可以更有效的控制矿山软岩巷道稳定性，并对突发情况进行预警，提高施工的安全性。

4.2 提前加固。

矿山软岩巷道的稳定性在各种因素的影响下一直在变化之中，固定支护的措施无法随时适应围岩稳定性的变化，因此通过监测手段，对矿山软岩巷道的变化情况进行预测，在矿山软岩巷道失稳之前提前进行预加固支护处理，提高矿山软岩巷道的稳定性，保证施工的安全。

结束语：我国的地域广阔，未来的矿山软岩巷道面对的情况也将越来越复杂。矿山软岩巷道的整体施工安全与质量与矿山开采的效率息息相关，而支护技术是矿山软岩巷道稳定性的保障。面对越来越多的矿山软岩巷道建设和复杂多变的地质情况，矿山软岩巷道的支护工作不停的受到挑战，但是只要结合矿山软岩巷道工程的实际情况进行有效分析，通过选择合适的联合支护技术，按照相关的标准和要求进行施工，一定可以有效加强矿山软岩巷道的稳定性。

参考文献

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