软岩巷道修复支护技术研究

软岩巷道修复支护技术研究

郝建忠

郝建忠

陕西省铜川矿业公司玉华煤矿727299

摘要：为了研究软岩巷道修复支护技术在现场施工过程中的运用。在结合笔者多年工作经验前提下进行了理论与实际方面的论证。为同行提供建设性意见。

关键词：软岩；巷道；修复；支护

1软岩巷道类型及变形破坏特征

软岩巷道根据运用领域的不同与研究方面的差异，其定义也有着不同的含义。当前最具典型的定义有针对工程领域提出的工程软岩概念，即为工程外力作用下软岩能在一定限度内进行塑形变形。根据其变形规模与特性可以将其分割为有软弱性、可塑性、膨胀性、崩解性、流变性以及工程扰动性等。而在实际运用领域，可以根据当前工程实际经验进行低强度软岩、膨胀性软岩、破碎软岩、高应力软岩的典型性四大类划分。其中低强度软岩抗压、抗剪等强度特性最弱，工程实践中常遇到由软弱煤层、砂质泥岩、泥岩等层段。颗粒胶结程度极低。完整性差，工程穿越时需格外注意。另外膨胀性软岩因为其矿物含量变化与辅助结合性的不同，在黏土水合物作用下产生不定形变作用力。在岩石孔隙和裂纹中进行收敛和支撑。产生不可逆转的完整性破坏。破碎软岩与高应力软岩在基岩性质上往往物性较好，力学性质显著。其工程上可以进行技术处理和规避，需要注意的有在地质构造剧烈区应注意断层破碎带、采空区等不良因素的影响。同时开采到了深部以后，会出现软岩大变形、强流变等突然性事件。

基于以上软岩巷道类型分析叙述，在地层复杂构造应力与岩石物性特征影响宏观、微观考量范围下软岩巷道的破坏特性复杂而多变。在此笔者进行简化性经验分享，将围岩变形特征进行四个方面的总结性概况：1、围岩来压快，变形速率高。围岩挖掘因为工程进度要求与现场工艺标准必须短时间进行揭露，但因为岩石特性其变形时间更短。如若支护工序正在进行或者还没来得急支护就发展剧烈形变其后果不可想象；2、巷道出现大规模变形，且持续时间长。如若遇到流变性岩体在岩石综合受扰情况复杂前提下，岩石变形难收敛导致后续严重工程问题；3、不同情况下软岩典型膨胀特征，会导致工作面的底鼓变形；4、脆性岩石对水、风、压力、震动等外界因素反应敏感性导致是一些工艺不可使用或者使用失效。

2软岩巷道围岩稳定性综合分类

软岩巷道力学特征复杂，安全完善性弱。其在矿压显现方面往往变化剧烈，常因复杂地质情况作用下的长时间大变形量的围岩胡饶弹性形变最终导致巷道支护模拟细节难以确定给施工设计方代理不少挑战。根据笔者多年工作经验，其软岩具有一定地层区域下的规律性，在稳定性支护方案选取前应先确认软岩修复的影响关键点。依据围岩分类标准及其施工手段进行提出。在稳定性综合分类工作完成后方可进行下步设计工作。

在软岩巷道围岩稳定综合分类及围岩力学参数取值建议方面笔者认为，虽然该方面有着较为深入的研究并有相关行业标准进行参照。但都过于理论与片面性，针对各类围岩的支护设计在真正工程运用方面的成套的参数取值建议尚未提出。而根据当前现有的施工经验、理论基础和相关国标，不同地质应力条件下不同围岩特性的软岩巷道运用各自的支护设计时其围岩塑性区演化规律及变形破坏显规律性变化，且具有通用性。能在特有前提下有效支撑特殊构造环境下复杂应力穿脉运输巷的修复加固技术方案。共同保障矿井软岩巷道支护的安全性与完善性。在此笔者根据现场工作经验针对软岩巷道多次修复但难以稳定，围岩类别差异大等现场疑难问题（表1）。综合研究工作区区域地质情况围岩松动圈理论、岩石力学性质等基础资料在现有项目常见软岩巷道支护技术上建立软岩巷道围岩稳定性综合分类表及支护参数取值建议表，全面得出结论，解决矿井软岩巷道支护的难题。

表1软岩巷道围岩稳定综合分类及围岩力学参数取值建议

3软岩巷道围岩控制对策

根据现场工作实际需要，现提出软岩巷道围岩控制对策如下：1、优化巷道穿越位置，运用软岩地层不同力学物性，在避免高应力区等不稳定性地层前提下进行有效的拱形、马蹄

形断面支撑，并考虑到变形空间问题；2、通过锚杆支护和注浆加固等常规手段进行高围岩的整体强度的实质性加固；3、根据围岩物性进行水、风等不良作用对围岩软化而导致破坏的控制性工序；4、通过现代工程建模进行科学精细的结构化支护设计，并按照工时和材料配给保证短时间内的巷道支护一次完成。

4软岩巷道修复支护技术分析

随着工艺的进步与设备的长足发展。在工程探索和基础研究的帮助下传统的锚杆支护、注浆加固、可缩性金属支架、钢筋混凝土圈体四种基础支护技术在运用广泛性与现场质量上都得到显著提升，而在几种支护形式的联合使用上更是改善了现场施工形式。概况来讲当前主流的软岩巷道修复支护技术有：1、高预应力锚固与注浆联合加固技术；2、横阻大变形锚杆和锚索软岩支护技术；3、锚喷与混凝土整体圈复合支护系统。

相比以前施工对于含有伊利石、蒙脱石、高岭石等矿物的膨胀性的软岩巷道在使用横阻大变形锚杆和锚索户可以有效控制达1000mm以内的大规模变形，而高预应力锚固与注浆联合加固能浆将裂隙充填，将松散、破碎软岩粘结成完善性较强的整体结构，增加围岩的可锚性。全面提升施工质量。

5结语

综上所述，随着科技的进步与人类的发展除了深部高地应力巷道、软岩大变形巷道、冲击地压巷道是煤矿难支护巷道的几种类型，国内外相关学者正向着新型材料解决岩石力学机理方面进行研究。而当前的锚杆支护应该是困难巷道支护的主体，高强度、高刚度、大延伸率、耐冲击是其基本发展方向。我国现阶段对难支护巷道的研究还不够系统深入，需要在搞清机理的前提下，针对不同类型的难支护巷道研发适合的系列支护材料，并配以适当的施工工艺和装备，逐步形成系统的成套技术。

参考文献

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[3]文建东.深井软岩巷道锚网索配合钢棚喷浆复合修复技术[J].煤炭工程,2017(10).

[4]张永将,谢广祥,杨科,etal.深井软岩巷道峰后特性支护技术研究[J].矿业研究与开发,2006,26(89):28-29.