淺談礦井軟巖巷道支護(hù)問(wèn)題

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1、淺談礦井軟巖巷道支護(hù)問(wèn)題田國(guó)平(新疆煤炭設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，烏魯木齊830091)巷道支護(hù)是指包括支護(hù)體與巷道周?chē)鷰r體的支承作用在內(nèi)的聯(lián)合支承系統(tǒng)。在松軟破碎巖體中，由于松軟破碎巖體變形具有明顯的時(shí)間效應(yīng)，且初期變形劇烈，若采取傳統(tǒng)支護(hù)方式，支護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)隨時(shí)被推移，在載荷作用卜：支承能力逐漸降低，而圍巖的口身承載能力也要降低，與此同時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)承受的載荷增大,這樣又引起圍巖自身承載能力降低，隨Z支護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)承受的載荷又增大,當(dāng)支護(hù)系統(tǒng)承受的載荷超過(guò)支護(hù)系統(tǒng)木身所能承受的載荷吋，支承系統(tǒng)產(chǎn)生破壞，造成巷道片冒坍塌。軟巖可從兩個(gè)方面考慮，一

2、方面巖石本身的性質(zhì)較差，即強(qiáng)度低、空隙率大、膠結(jié)程度差，受結(jié)構(gòu)面切割及風(fēng)化影響顯著或含有大量易膨脹粘土礦物的松、散、軟、弱巖層。另一方面是巷道在各種內(nèi)外荷載作用下產(chǎn)生顯著的變形，使得常規(guī)支護(hù)不能滿足要求而出現(xiàn)嚴(yán)重破壞的巖層。而處于軟巖中的巷道就是軟巖巷道。軟巖巷道支護(hù)一直是困擾煤礦生產(chǎn)的一大課題，經(jīng)過(guò)多方不斷探索、研究，基木弄清了軟巖巷道的支護(hù)特點(diǎn)及支護(hù)方法，積累了不同條件下軟巖巷道支護(hù)的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)工程實(shí)踐有較高的指導(dǎo)價(jià)值。1軟巖巷道支護(hù)特點(diǎn)(1)軟巖易風(fēng)化、遇水易膨脹。軟巖巷道開(kāi)挖后，應(yīng)及時(shí)封閉圍巖，盡量保持圍巖的原始特征，應(yīng)及吋噴射混凝土，

3、防止圍巖風(fēng)化、吸潮，同吋也具有一定的支撐力，以防止圍巖松動(dòng)，保證安全。(2)軟巖巷道的地壓大、來(lái)壓快、變形大、變形持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。為適應(yīng)軟巖巷道的這一支護(hù)特點(diǎn)，可遵照先柔后剛或二次支護(hù)甚至多次支護(hù)的原則，在支護(hù)形式上先期應(yīng)有一定的讓壓作用，即柔性支護(hù)，后期有足夠的剛性以防止軟巖無(wú)限制變形造成的巷道斷面大幅度縮小。(3)軟巖巷道圍巖口承載能力低。由于上覆巖層壓力主要部分是由巷道圍巖來(lái)承受，只有一小部分由支架來(lái)承擔(dān)，因而要加強(qiáng)軟巖自身的承載能力，可通過(guò)巖體注漿加固或錨噴支護(hù)等來(lái)實(shí)現(xiàn)，特別是對(duì)于多次修復(fù)的巷道，圍巖松動(dòng)范圍大，承載能力極低，尤其應(yīng)提高圍

4、巖巖體強(qiáng)度，提高巖體自承載能力。(4)軟巖巷道的地壓特征是四周來(lái)壓，不僅冇頂壓、側(cè)壓，還冇底壓，因而軟巖巷道都出現(xiàn)一定量的底鼓。因此，對(duì)軟巖巷道，不僅要加強(qiáng)頂、幫支護(hù)還要加強(qiáng)底板支護(hù)，防止底鼓。2軟破碎巖體的概念及特征松軟破碎巖體一般指巖體屮的巖右結(jié)構(gòu)疏松、容重小、孔隙率大、強(qiáng)度低、駛度小，容易產(chǎn)生塑性變形及流變變形，且?guī)r體內(nèi)層理，裂隙發(fā)育，小斷層縱橫交錯(cuò)，擠壓錯(cuò)動(dòng)極為明顯，各種巖石分布雜亂無(wú)章，組成這種巖體的巖石不抗壓強(qiáng)度低，而且工程巖體自身的不連續(xù)面和被連續(xù)面分割而成的結(jié)構(gòu)體也影響其強(qiáng)度，例如巖體中的斷層裂隙、層理等構(gòu)成了巖體中的弱面，因

5、此松軟破碎程度是顯然的。此外，巖層在地下，受地應(yīng)力，地下水，地溫等的作用影響，相對(duì)強(qiáng)度低的巖層也屈軟巖。礦井深部，雖然巖體本身強(qiáng)度較高，但在埋藏深度大，地質(zhì)應(yīng)力大的情況下，也會(huì)發(fā)生類(lèi)似軟巖的問(wèn)題，即圍巖壓力人，使井巷圍巖周邊應(yīng)力集屮，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)圍巖的極限強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)發(fā)生破壞，圍巖休積擴(kuò)張，膨脹，向井巷空間內(nèi)移，擾動(dòng)范圍較大，故作用在支架上的壓力増加，使支護(hù)出難。3松軟破碎巖體中巷道失穩(wěn)，破壞機(jī)理在巖體中開(kāi)掘巷道后，改變了原巖體在地下的三軸向應(yīng)力平衡狀態(tài)，地應(yīng)力重新調(diào)整，在巷道周邊產(chǎn)生應(yīng)力集中，周邊圍巖在集中應(yīng)力作用下向巷道的空間內(nèi)移動(dòng)，產(chǎn)生應(yīng)

6、變。對(duì)松軟破碎巖體來(lái)說(shuō)，圍巖由于二次應(yīng)力大于該巖體的極限強(qiáng)度，使用圍巖產(chǎn)生塑性變形和流變變形，從而使巖體的強(qiáng)度下降，全部或部分喪失巖體口身承載能力。4我國(guó)軟巖巷道支護(hù)的發(fā)展和現(xiàn)狀早在60年代，我國(guó)就開(kāi)始軟巖巷道的地壓與研究工作，70年代吸收了國(guó)外新奧法施工經(jīng)驗(yàn)，在礦壓理論、支護(hù)理論和施工經(jīng)驗(yàn)等方面都有了突破。在此期間,錨噴支護(hù)在軟巖巷道小得到了很好的應(yīng)用，并出現(xiàn)了錨噴網(wǎng)與料石磧聯(lián)合支護(hù)及條帶磧支護(hù)等方式。80年代大力發(fā)展了全封閉可縮性支架及錨噴網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)方式，并采用錨噴支護(hù)方式與大型鋼筋混凝土弧板聯(lián)合支護(hù)，此外還出現(xiàn)了各種適合軟巖支護(hù)的新型錨

7、桿、柔性噴層等。90年代以來(lái)，采用錨噴支護(hù)與注漿錨桿注漿加固圍巖相結(jié)合，以及注漿加固與可縮性支架相結(jié)合，加強(qiáng)底角支護(hù)等，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，且在礦壓理論和支護(hù)理論方面都取得了較大進(jìn)步。5松軟破碎巖體中巷道支護(hù)根據(jù)松軟破碎巖體的力學(xué)特征及巷道失穩(wěn)破壞機(jī)理，以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，叮以從以下3個(gè)原則人手，來(lái)確定支護(hù)方案。5.1封團(tuán)圍巖原則對(duì)于易風(fēng)化和遇水膨脹的松軟破碎巖體，應(yīng)在巷道開(kāi)掘后盡早維護(hù)，一股在圍巖表面噴射一薄層混凝土，封閉圍巖，防止同空氣、水接觸，這樣不僅能避免圍巖風(fēng)化、膨脹，同吋還可避免片冒情況的發(fā)生，保證安全生產(chǎn)。噴射混凝土厚度根據(jù)實(shí)踐

8、，一般為20?30mm,總的原則是不宜過(guò)厚，但又必須封閉住圍巖。因?yàn)樗绍浧扑閹r體只有流變的特點(diǎn)，如果混凝土層過(guò)厚，則會(huì)具有一定的剛性，限制了圍巖的適度形變，進(jìn)而產(chǎn)生