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1、淺議軟巖巷道支護技術 【摘要】軟巖巷道圍巖強度低，結構松軟，易吸水膨脹，因而巷道圍巖變形大，易發(fā)生底鼓，是煤礦巷道支護的難點和重點。本文首先對軟巖巷道的圍巖變形和壓力特征進行了分析，接著分析了軟巖巷道圍巖變形量的構成，最后在此基礎上對軟巖巷道支護要點進行了總結?！ 娟P鍵詞】軟巖巷道；變性特征；壓力特征；支護技術 前言 對于軟巖有不同的定義。第一種是根據(jù)巖石的單軸抗壓強度 ，把 <20 MPa的巖層稱為軟巖；第二種種定義是“軟弱巖層是指強度低、孔隙度差、膠結程度差、受結構面切割及風化影響顯著或含有大量膨脹性粘土礦物的松、散、軟、弱巖層”；第三種定義是“軟巖是指在巷道
2、工程力的作用下能產(chǎn)生顯著變形的工程巖體?！薄 ≤泿r巷道圍巖強度低，結構松軟，易吸水膨脹，因而巷道圍巖變形大，易發(fā)生底鼓，軟巖巷道支護是煤礦巷道支護的難點和重點?！ ? 軟巖巷道的圍巖變形和壓力特征分析 軟巖的力學性質(zhì)對圍巖穩(wěn)定性有重要影響，根據(jù)許多井下觀測，可歸納出軟巖巷道的圍巖變形有以下特征：5 ?。?）圍巖變形有明顯的時間效應。表現(xiàn)為初始變形速度很快，變形趨向穩(wěn)定后仍以較大速度產(chǎn)生流變，且持續(xù)時間很長，有的達數(shù)年之久。如不采取有效的支護措施，則由于圍巖變形急劇加大，勢必導致巷道失穩(wěn)破壞。這種變形特征明顯地表現(xiàn)出蠕變的三個變形階段，即減速蠕變、定常蠕變和加速蠕變?！ ?/p>
3、（2）圍巖變形有明顯的空間效應。其一表現(xiàn)為圍巖與掘進工作面的相對位置對其力學狀態(tài)的影響，通常在距工作面1倍巷寬以遠的地方就基本上不受掘進工作面的制約；其二表現(xiàn)為巷道所在深度不僅對圍巖的變形或穩(wěn)定狀態(tài)有明顯影響，而且影響程度比堅硬巖層大得多?！ 。?）圍巖變形對應力擾動和環(huán)境變化非常敏感。表現(xiàn)為當軟巖巷道受鄰近開掘或修復巷道、水的浸蝕、支架折損失效、爆破震動以及采動等的影響時，都會引起巷道圍巖變形的急劇增長?！ 。?）軟巖巷道不僅頂板下沉量大和容易冒落，而且底板也強烈鼓起，并常伴隨有兩幫劇烈位移。尤其是粘土層，浸水崩解和泥化引起的底鼓更為嚴重。如淮南謝一礦測試結果表明，頂板
4、下沉量、巷幫內(nèi)移量與底鼓量的比值一般為1：1：2。因此，防止水的浸蝕和底板治理成為軟巖巷道支護的重要課題?！ 。?）軟巖巷道的自穩(wěn)時間短。松軟圍巖的自穩(wěn)時間通常為幾十分鐘到十幾小時，有的頂板一暴露就立即冒落，這主要取決于圍巖暴露面的形狀和面積、巖體的殘余強度和原巖應力。因此在決定巷道掘進方式和支護措施時必須考慮到巷道圍巖的自穩(wěn)時間?！ ? 軟巖巷道圍巖變形量構成分析 在未經(jīng)采動的松軟巖體內(nèi)開掘巷道時，其圍巖變形量主要由以下三部分組成（圖l）： ?。?）掘巷引起的圍巖變形量，它一般發(fā)生在巷道掘進的初期。5 ?。?）圍巖流變引起的變形量，它在巷道整個服務期內(nèi)都會發(fā)生?！ 。?/p>
5、3）巷道受各類擾動及侵水引起的變形量，如巷道維護過程中，因支架損壞，支護阻力發(fā)生變化，巷道附近支架翻修或開掘新的巷道，以及泥巖遇水和巷道積水增加等等?！ ? 軟巖巷道支護要點總結 關于軟巖支護的理論比較多，主要有新奧法、軸變論、聯(lián)合支護理論、錨噴-弧板支護理論、松動圈理論以及高預應力、強力支護理論，其中聯(lián)合支護理論、松動圈理論應用較廣，高預應力、強力支護是本世紀初我國學者提出來的支護理論，在條件適宜時也可以應用。應用聯(lián)合支護理論和松動圈理論作為理論基礎時，在具體操作時下面幾點值得注意?！ ?.1選擇合理的巷道斷面 由于松軟巖層地質(zhì)情況非常復雜，巷道支護不單純受巖層的重
6、力作用，有時周圍都受到很大的膨脹壓力，甚至有的巷道的側壓比頂壓大幾倍。若采用常規(guī)的直墻半圓拱或三心拱形斷面顯然難以適應，往往造成巷道的破壞和失穩(wěn)。因此，合理選擇斷面形狀對維護松軟巖層巷道的穩(wěn)定尤為重要。巷道斷面形狀，主要應根據(jù)地壓的大小和方向來選擇。若地壓較小，選用直墻半圓拱形斷面是合理的；若巷道周圍均受到很大的壓力，則以選擇圓形巷道斷面為宜；若垂直方向壓力特別大而水平壓力較小時，則選用直立橢圓形斷面或近似橢圓形斷面是合理的；若水平方向壓力特別大而垂直方向壓力較小時，則應選用曲墻或矮墻半圓拱帶底拱、高跨比小于l的斷面或平臥橢圓形斷面?！ ?.2選擇合理的巷道位置5 合理
7、選擇巷道位置是保證巷道處于穩(wěn)定狀態(tài)最關鍵的決策之一。選擇巷道位置應著重考慮以下兩個方面?！ 。?）巖石性質(zhì)。應盡量將巷道布置在遇水膨脹量小、質(zhì)地均勻、較堅硬的巖石內(nèi)。在同一條巷道內(nèi)，即使圍巖性質(zhì)只有微小的差異，巷道壓力的顯現(xiàn)也有明顯的差別?！ 。?） 支承壓力的影響。實踐證明，回采動壓是造成煤層底板巖石大巷破壞的主要原因。煤層開采以后，其底板巖石大巷的壓力就有明顯的增加。底板巖石大巷與煤層距離的大小和落煤方式有關。用風鎬落煤時，巖石大巷距煤層在20～30 m時，基本上可不受動壓的影響。而放炮落煤時，巖石大巷煤層40 m以外還仍
