深井高應力軟巖回采巷道支護對策

黃帥

摘要：隨著經濟的快速發展以及對于煤礦資源需求的不斷擴大，我國的淺層煤礦資源已經變得越來越少。為了更好地開發和利用煤炭資源，目前煤礦開挖的深度也在不斷增加，這也是適應當前煤炭需求的必然選擇，但是也產生了一些次生害的問題，例如形成了具有特殊性的深井的高應力軟巖。針對高應力軟巖的特殊性，文章探討了切實有效的支護形式和方案，以保證支護工程和深部采礦工程的順利進行。

關鍵詞：深井；高應力軟巖；巷道支護；深部采礦；錨桿支護

中圖分類號：TD353 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）19-0108-02

新時期新形勢下的采礦深度在逐年增加，深部采礦也逐漸成為了未來采礦行業的一個新的發展方向。目前很多的發達國家也已進入了煤礦深部開采階段，因此對于深井高應力軟巖的防護具有豐富的實踐經驗，同時也在深部找礦方面取得了較為良好的發展成果，盡管如此，目前對于深井高應力軟巖工程的支護方面還存在很多的問題，通常情況下我們還應該根據實際情況采取切實有效的支護對策和方案。為了更好地了解深井高應力軟巖回采巷道支護，本文從某深井礦的基本地質環境出發，對其巷道支護過程中的問題進行了簡單的分析，最后提出了相對應的支護對策，希望給讀者一定的啟示。

1 某礦的地質環境特征分析

（1）開采深度比較大，應力比較高。通過整理該煤礦的相關資料顯示，某礦的巷道深度在680～720m之間，因此隨著煤礦深度的不斷增加，礦井的應力也在不斷增加，其受到的綜合因素的影響程度也在不斷增加，而也正是由于高應力的存在。礦井的環境應力也在不斷地增加。

（2）巖層軟弱破碎。從該煤礦的地質結構來看，該煤礦的構造整體上是呈NE方向傾斜的，礦井周圍的巖層主要是以斷層結構存在，同時很多巖層地區的褶皺發育，具有很好的成礦條件。同時受到地區的構造的影響使得煤礦巖層是呈現一定的角度進行分布的，這也使得煤礦具有一定的傾斜性，礦井的巷道支護也應該按照這個傾斜方向進行。

（3）煤礦瓦斯含量較大。通過綜合勘探和相關的煤礦資料顯示，煤層的內部含有大量的瓦斯，也正是由于大量瓦斯的存在，對于巷道開挖和支護過程提出了更高的要求。為了保證安全，防止出現瓦斯事故，在開挖的過程中，應做好瓦斯的抽取釋放工作，但這同時也對煤層的穩定性造成了影響，不利于后期的巷道工程和支護工程。

（4）礦井的巷道呈不對稱性分布。在實際的巷道開挖過程中，該煤礦的巷道采用的是梯形斷面，凈寬4.0m，中高為2.6m，這是礦井的巖層的不對稱性直接造成了，但是采用梯形斷面有一個缺點那就是對于高幫煤柱是不利的。

2 深井高應力軟巖回采巷道支護存在的問題分析

（1）煤礦的巷道支護方式采用的是一種比較常規性的錨桿支護形式，并沒有一定的加固處理，因此通過這種支護方式所形成的巷道圍巖本身的承受的能力就不足，負載的承受厚度不夠，一旦出現地質條件的變化或是圍巖的變動，都會給圍巖造成足夠大的壓力，直接帶來了巨大的安全隱患。

（2）當煤礦的支護采用工字型進行支護施工時，在初期的建設過程中，剛開始的時候支架所承受的壓力是非常有限的，同時它對于巷道圍巖的約束能力也非常的有限，這就使得部分的變形是無法承受的，特別是在建設后期，圍巖壓力更大，支架往往也會由于不能承受住巨大的壓力而出現下沉、變形等現象，不僅使得原來的支護結構失去效果，同時給工程的進行帶來了阻礙，給巷道的通風、運輸、安全等帶來挑戰。

（3）隨著巷道深度的不斷增加，高應力的產生和增加已經成為了一個重要現象，因此對于深井高應力軟巖的薄弱部位來說，會發生很大程度的變形或是出現破碎現象，在受到其他的綜合性因素的影響之后，還會進一步擴散形成所謂的破壞區，使得圍巖的承重受到威脅。

3 深井高應力軟巖回采巷道支護對策

（1）強化錨桿支護系統，選擇合理的錨桿支護形式。長時間的支護實踐表明，選擇高強度、高初錨力、高阻特性的錨桿系統，加強網梁帶的強度和剛度，以增強圍巖表面約束能力，限制圍巖變形破壞破碎區向縱深發展，這是進行深井高應力巷道支護需要解決的首要問題，也是支護的前提和基礎。

（2）錨固劑選用高性能樹脂藥卷，采用全長或加長錨固方式，實現深部高應力軟巖回采巷道厚壁支護。其主要體現在以下三個方面：一是要盡量采用全長錨固全螺紋鋼等強錨桿進行加固，這樣不僅可以增加圍巖自承圈的厚度，實現了厚壁支護，同時也增加了支護的安全性和使用價值；二是要進行錨索加固，由于錨索長度較大，能夠深入到深部較穩定的巖層中，錨索對被加固巖體施加的預緊力高達200kN，限制圍巖有害變形的發展，改善了圍巖的受力狀態，增加圍巖自承圈厚度，實現厚壁支護；三是改變支護結構，在巷道的兩底腳增加斜拉錨桿起到加固的作用。

（3）減少圍巖的破壞，增大圍巖的強度，提高圍巖自承能力。巷道幫由于煤體松軟，應采取良好的護幫金屬格網里加鋪塑料網，一方面可以防治片幫，保證錨桿的作用充分發揮，另一方面服務周期加長。

（4）在構造段適當調整支護參數，加補錨索增強支護強度。

（5）受煤層傾角影響，當巷道兩幫的高差超過700mm時，巷道頂板錨桿應根據頂板的斜長適當增加錨桿根數，巷道兩幫錨桿應采用不對稱布置，較高的一幫應提高支護等級。

（6）實施動態設計和動態施工，遵循設計、實施、監測、反饋、改進、總結完善的程序，合理調整設計參數并指導施工。

4 結語

從該深井礦的實際支護效果來看，巷道支護的影響因素是來自多個方面的，外部因素以及支護方案和支護措施的落實情況等都會對軟巖回采巷道的支護效果產生影響。一般情況下，高應力的軟巖巷道具有顯著的特性，尤其表現在巷道的變形破壞方面，比如巷道周圍的圍巖的變形量大、發生變形的概率大等。為了更好地保證深井礦的安全穩定性，我們必須做好軟巖回采巷道的支護工作，在綜合分析了煤礦實際地質環境后，要制定切實合理的深井高應力的軟巖支護技術方案，采用可行的支護技術進行，進而保證支護工程和深部采礦工程的順利進行。

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