锑 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５—２７９８．２０１６．１２．０２４ 总第２０８期 浅析煤矿深井高应力软岩巷道支护技术 管耀灵 （大同煤矿集团阳方口矿业公司，山西宁武摘． ０３６７００） 要：煤炭在我国经济建设与运行中占据着重要地位。由于我国浅部煤层资源日渐枯竭，我国很多煤矿 不得不在地质条件复杂、岩层结构软弱的煤田进行深层煤炭开采，从而经常出现巷道掘进支护与维护问 题。文章就煤矿深井高应力软岩巷道支护技术展开研究，论述了深部高应力软岩巷道变形破坏机制、煤矿 深井高应力软岩巷道支护技术原理以及煤矿深井高应力软岩巷道支护技术的工程实践，希望能为煤矿资 源的开发利用带来些许帮助。 关键词：高应力；软岩巷道；支护技术 中图分类号：ＴＤ３５３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００５—２７９８｛２０１６）１２—００６２—０２ 在未来的很长一段时间，煤炭都将是我国最主 要的能源。煤炭开采逐步向深层发展已经成为一种 煤炭开采过程中，围岩原始平衡状态被打破，围岩应 力就很容易超过其自身的极限承载能力，很容易造 成围岩的变形、破坏，出现裂隙、松动、扩容等现象， 最终造成围岩的失稳，这正是深部高应力软岩巷道 变形破坏机理 。 １．３深部高应力软岩巷道变形破坏特征 必然趋势。在煤炭的开采中，软岩巷道的稳定性控 制向来是我国煤炭开采中的薄弱环节，而这一环节 在煤炭的深层开采中更容易引发各类安全事故，下 面就煤矿深井高应力软岩巷道支护技术的理论与工 程实践进行详细论述。 对于深部高应力软岩巷道变形破坏来说，其本 身会出现特有的变形破坏现象，围岩的大变形和强 流变性特性与强时效性、自稳时间短、四周来压，底 鼓为显著特征、传统的刚性支护不再适用等四点是 这一破坏现象的具体表现，我们也可以将其视作深 １ 深部高应力软岩巷道变形破坏机制 １．１软岩的定义 在我国煤炭业界中，对于软岩并没有形成统一 的认知，但通常意义上软岩被视作“强度低、孔隙度 大、胶结差、受构造面切割及风化影响显著，或含有 大量易膨胀粘土矿物的松、散、软、弱岩层”。本文 就煤矿深井高应力软岩巷道支护技术展开研究，结 合我国工程岩体分类标准，将软岩定义为“单轴抗 部高应力软岩巷道变形破坏本身具备的特征。 １．４软岩巷道支护原则 为了能够较好地实现深部高应力软岩巷道的支 护，相关施工人员就必须遵循保持围岩残余强度、提 高围岩残余强度、充分发挥围岩自身承载能力、可缩 性支护、二次支护等方面的原则，这里的可缩性支护 压强度在３０ ＭＰａ范围以内的岩体”。对于软岩来 说，受强度、结构、矿物含量等因素影响，可以将其分 为膨胀型软岩、高应力软岩、节理化软岩和复合型软 岩四类 。 原则指的是结合柔性支护特点实现的可缩性支护， 而二次支护原则则是指通过二次支护较好的保证巷 道的稳定性。 。 １．２深部高应力软岩巷道变形破坏机理 在煤炭的深层开采中，巷道围岩长期处于高围 压、高应力的环境中，而这种高围压、高应力也将随 巷道深度的增加而增大，最终使巷道围岩压力达到 ２煤矿深井高应力软岩巷道支护技术机理 ２．１锚注支护机理 锚注支护技术是指一种将锚喷技术与围岩注浆 相当高的数值。在煤层的形成过程中，天然存在着 大的地质构造，这就使得煤层中存在着高构造应力， 这种由水平应力和垂直应力组成的高构造应力，往 往会出现水平应力远远高于垂直应力的特点。在煤 炭开采之前，巷道围岩本身处于应力平衡状态，而在 收稿日期：２０１６—１１－２０ 技术结合起来的联合支护技术，这一技术能够较好 地应用于煤矿深井高应力软岩巷道支护工作中。对 于锚注支护来说，锚杆既能用来锚固松散破碎岩层， 也能够把锚杆兼作为注浆管实现注浆加固，这就使 得松散破碎岩体内锚注支护的运用能够较好地形成 作者简介：管耀灵（１９６０一），男，山西岢岚人，从事煤矿采掘技术工作。 ６２ 管耀灵：浅析煤矿深井高应力软岩巷道支护技术 第２５卷第１２期 坚实、牢固的着力基础，从而提高围岩的力学特性与 强度，围岩的自承能力也能得到较为充分的发挥，煤 矿深井高应力软岩巷道自然就能得到较好的支 护 。 ２．２注浆加固作用分析 上文中我们提到的锚注支护想要发挥自身较好 的支护效果，就需要注浆加固予以配合。对于注浆 加固来说，如果能够保证注浆材料自身固结强度高、 稳定性好、注浆工艺合理、裂隙充填密实、浆液与裂 隙面粘结效果好，浆液就能够较好地实现岩体的充 实与强度的提升，自然就能够较好地满足煤矿深井 高应力软岩巷道的支护需求。 ２．３锚注支护具体流程 对于煤矿深井高应力软岩巷道的支护来说，锚 注支护和围岩共同作用，才能保证煤炭开采的安全、 顺利进行。在具体的锚注支护中，具体工序为巷道 开挖、普通锚网喷支护、锚注支护。值得注意的是， 围岩进行允许范围内的变形和卸压之后进行锚喷支 护、围岩保持较大残余应力时对围岩进行注浆，能够 较好地保证支护性能的提高，更好地保证煤矿深井 高应力软岩巷道稳定 。 ３ 深井高应力软岩巷道支护技术工程实践 １）工程概况。某地煤矿的１０号煤层中，煤 层厚２．２７～３．２１ ｍ，平均２．７４ ｍ，含１层夹石，局部 含２～３层夹石。巷道原支护方式为锚杆与混凝土 喷层联合支护，但由于巷道变形严重，为了提高围岩 的自身承载能力，决定选用锚注支护对其进行加固 控制 。 ２） 具体施工。在对这一工程进行的具体巷道 支护施工中，施工人员首先应用“吊环”式３寸钢管 作为前探梁，对其进行了临时支护，并在将顶网顶起 后，先后进行了顶锚杆和顶锚索、帮锚杆、底板锚杆、 薄弱结构补强支护、架棚的施工，这一施工保证了 “三贴”与锚杆间排距误差不超过５０ ｎｆｌｍ，并对施工 角度进行了严格控制，保证了所有锚杆锚索垂直于 岩面，较好地保证了施工的整体质量。值得注意的 是，施工过程需要保证一组人打顶锚杆和顶锚索，同 时有一组人打帮锚杆，通过这种平行施工才能够较 好地完成这一锚注支护技术的应用。 ３） 监测结果。为了能够保证施工的整体质 量，笔者在顶板和俩帮２．５ ｍ范围内每隔０．２ ｍ布 置１个监测点，结合这些监测点收集到的数据对巷 道围岩竖向位移进行了对比，笔者清楚地发现施工 采用的锚注支护技术使得巷帮更稳固，且距离巷帮 ２ ｍ以上时，锚注支护垂直位移量最小。此外，结合 监测数据我们还能够发现，巷道开挖后围岩的应力 开始重新分布，而这时支护结构及时完成就能够最 大程度上避免围岩的变形和破坏，较好地保证围岩 的残余强度，而应用的喷层支护，能够有效阻止围岩 向临空移动，最大程度上保持围岩的整体性。 ４结语 本文就煤矿深部高应力软岩巷道展开的研究 中，详细论述了深部高应力软岩巷道变形破坏机制、 煤矿深井高应力软岩巷道支护技术机理、煤矿深井 高应力软岩巷道支护技术的工程实践，而结合这一 系列论述，能够清楚地了解到锚注支护在煤矿深部 高应力软岩巷道支护中所能起到的应用效果。只有 结合具体的煤矿巷道实际变形特征与变形影响因 素，才能更有针对性地实现煤矿深部高应力软岩巷 道支护，真正保证煤矿巷道的安全。 参考文献： ［１］ 宋银鹤，郭晓强．高应力软岩巷道卸压支护技术在车 集煤矿的应用［Ｊ］．煤矿安全，２０１４（９）：１４８—１５１． ［２］ 姚鑫．深井高应力软岩巷道的支护实践［Ｊ］．科技资 讯，２０１４（１５）：９３． ［３］ 高召宁，孟祥瑞．深井高应力软岩巷道围岩变形破坏 及支护对策［Ｊ］．中国煤炭，２００７（１）：８—１１． ［４］ 高召宁，孟祥瑞．深井高应力软岩回采巷道支护对策 ［Ｊ］．煤矿安全，２００７（６）：６９—７２． ［５］ 丁家贵，倪先杰，牛心刚．深井软岩巷道内锚外架支护 技术体系研究及应用［Ｊ］．煤炭工程，２０１３（３）：３７— ４０． ［６］ 王其洲，谢文兵，荆升国，等．断层构造带高应力软岩 巷道支护技术［Ｊ］．煤矿安全，２０１２（３）：５１—５３． ［责任编辑：常丽芳］ ６３
