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【摘 要】 软岩巷道支护不但需要技术可行，而且要经济合理，本文主要对于软岩巷道的支护技术进行了探索，希望能够为软岩巷道支护设计提供有力参考。
【关键词】 软岩;巷道;支护
引言：
长时间以来，软岩巷道一直是煤矿井巷工程中的一大难题，井深大、围岩软弱、破碎、松散、膨胀，特别是地压大的巷道。对于应力高、膨胀强的节理化复合型软岩巷道顶板，比如炭质页岩、花斑状泥岩、炭质泥岩、软质凝灰岩、软质黏土岩等，如果使用一般的方式支护更加困难。通常需要使用将多种手段联合起来，如高强预应力锚杆、喷射混凝土、注浆加固、U型棚钢支架等，才可以使巷道长期保持稳定。
一、软岩的定义
软岩是指单轴抗压强度小于30MPa的岩石，指松散、软弱的岩层，它是相对十分坚硬岩层而言的，自身强度很低，它是一种复杂岩石力学介质，在某种特定环境下可以显著塑性变形。
二、软岩的基本属性
软岩的10种基本属性为：（1）岩石强度低，单向抗压强度一般都在30～15MPa以下;（2）大多属粘聚力很弱的泥质胶结;（3）结构面发育，一般均属碎裂和散体结构;（4）岩石的空隙率大，通常都在15%以上;（5）含水率高，一般5%～10%以上，空隙率大和含水率高是软岩强度降低的重要原因;（6）吸水膨胀性强，这是含蒙脱石等粘土质矿物的主要属性;（7）软化系数大，软岩浸水后，强度降低程度遠大于一般岩石，软化系数在0.5以上;（8）对应力扰动极为敏感;（9）岩层流变性显着，掘巷和应力扰动引起的围岩变化量通常都高达数百、千毫米，围岩流变往往持续数年之久，流变速度达1mm/d左右;（10）抗震性能低，软岩巷道本身及附近爆破等都会引起围岩的显着变形。软岩巷道维护是一项非常复杂的工作。近年来，随着煤矿开采深度的不断增加，软岩巷道支护变得更加复杂。在软岩中布置巷道十分不利，会给矿井安全生产带来一定的影响。要想成功进行软岩巷道支护，应先了解软岩的基本性质。
三、软岩巷道围岩变性特征
结合具体的工程实践，软岩巷道围岩变性特征主要有：第一，软岩巷道围岩变形存在显著的时间效应。软岩起初变形速度大，而当变形基本稳定后，则会发生长时间流变现象，若没有合理的支护措施，巷道可能会破坏;第二，软岩巷道围岩变形存在显著的空间效应。一方面软岩的力学状态同围岩与掘进工作面的距离有关，当其超过一倍巷道宽的距离时，则软岩的力学状态几乎不受其影响。另一方面巷道深度对围岩变形情况造成较为严重的影响，其影响往往超过坚硬岩层。第三方面主要表现为软岩巷道顶板下沉量不但大、极易冒落，底板也时常会鼓起，而且时常还会存在两帮剧烈位移的现象。特别是粘土岩，遇到浸水崩解和泥化引起的底鼓则会更加严重。因此说，防止水侵蚀和治理底板成为了支护软岩巷道的最重要问题之一。第四方面主要表现为围岩变形对于应力扰动和环境变化十分的敏感。体现在当软岩巷道遭受邻近开掘或巷道修复、水的侵蚀、支架折损失效、爆破震动及其采动影响的情况下，都能够产生巷道围岩变形急剧增长的现象。除此之外，软岩巷道自稳的时间比较短，这主要是由围岩暴露面的形状和面积、岩体的残余强度和原岩应力所决定的。以为以上所阐述的因素的差异，松软一般，围岩的自稳时间在几十分钟到十几小时之间，部分顶板一旦暴露就会立即冒落。所以在制定巷道掘进方法和支护措施时一定要对巷道围岩的自稳时间充分考虑。
四、影响支护质量的因素及对策
（一）支护方案的确立
现代支护理论十分强调在巷道围岩变形与稳定的过程中，使用支护的作用对围岩的力学性能进行改善，使支护围岩结构强化，从而达到稳定围岩、限制变形的效果，实现主动支护，以最合理、最经济的方式迎合工程要求。开挖与支护形式、支护时机的不同组合使得围岩变形和破坏也有差异。复杂岩体的施工与维护是一个非线性的力学过程，它的稳定性和支护路径有关是由一定关联的，有必要采用动态规划原理科学对其进行分析，依据岩体及工程特点采用合理的施工方法和支护技术，始终控制好围岩的稳定性，对围岩的动态响应进行监测，并在巷道维护的过程中对其进行进一步的调整。
（二）支护选型应考虑的条件
1、直接作用于周边浅部围岩，根据破坏的特征、强度弱化的因素及时有效地采取措施进行加固。
2、巷道围岩在变形过程中进行维护，不同阶段要采取“护”“让”“支”“限”的技术，从而满足围岩的变形特点，并对围岩的自承能力进行最大限度地利用，使围岩能够保持稳定。
3、主动加固并对围岩破裂体力学性能进行改善，有效的提升围岩的承载能力，使围岩能够形成整体结构。
4、因为构造应力具有方向性，岩体赋存的不均匀性和分层性，巷道四周会存在一些较为薄弱的部位，应及时采取主动支护手段，有效地对这些关键部位进行强化。
（三）巷道支护策略
1、巷道成形
因为巷道掘出后，原有的围岩应力被破坏，围岩应力需要释放出来才能达到新的平衡。在巷道掘进的过程中，一定会受到外力的作用，导致围岩应力失衡，表现不稳定，甚至影响支护强度。所以，在软岩巷道掘巷的时候，一定要尽量小的破坏围岩，特别是在炮掘的巷道中，一定要尽量少装药，发现已经松软的岩层，一定要用手镐或风镐凿除掉，这样不仅可以保证锚、网、喷支护的支护效果，也可以节约成本。
2、锚杆参数及支护强度
锚杆支护参数和支护强度受很多因素的影响，比如巷道服务年限、承压性质、规格形状，周围环境等等，锚杆支护参数和支护强度会随着这些因素的不同而变化。巷道断面、埋深和支护强度是成正比的。另外，支护强度设定的不同，也会因为同一巷道的不同部位受力大小也不同而有影响。
3、金属网的铺设标准
金属网铺设时一定要紧贴岩面，网与网要搭接，绝不能对接，且搭接长度不能小于0.01m。网与网之间用联网丝连接，每扣间距不能大于0.02m。
4、喷浆选料及标准
配合材料为水泥、沙和石子，配比为水泥：沙：石子=1：2：2，设计标号为C20，喷厚为0.05m。喷射混凝土配合材料中，水泥必须使用标号不低于R42.5的普通硅酸盐水泥，速凝剂使用煤海J-85型，水泥重量的3%～5%一般是标准掺量，喷拱取上限，喷淋水区时，视情况而定可加大速凝剂掺入量，速凝剂必须在喷浆机进料口均匀加入，沙为纯净河沙，石子直径小于0.006m，粒径大于10mm的石子控制在20%以下，保证混凝土有光泽而不流淌。
（五）锚注加固技术
1、使用注浆锚索注浆，可采用浆液对围岩裂隙进行封堵，与空气隔绝，避免围岩风化，而且还可以避免围岩被水浸湿后其本身强度有所降低。
2、注浆后浆液把松散破碎的围岩胶结成整体，使岩体强度和内聚力、内摩擦角及弹性模量得以提高，从而提升岩体的强度，能够实现采用围岩本身作为支护结构的一部分，且与原岩形成一个整体，使巷道保持稳定而不易产生破坏。
3、采用注浆锚杆注浆对围岩裂隙进行充填，配合锚喷支护，能够形成一个多层的有效组合拱，即喷网组合拱、锚杆压缩区组合拱以及浆液扩散加固拱，从而扩大了支护结构的有效承载范围，使支护结构的整体性和承载能力提高了很多。
（六）二次支护
在软岩巷道中，因为软岩蠕变时间长的特点，一般都是采取根据现场的实际情况做第二次支护。但实践证明，在巷道的使用过程中，应该在一开始发生开裂的时候，就及时喷浆并补设锚杆，等到围岩位移量达到200～300mm时再实施二次支护。在巷道承受动压的时候应该先提前加固，然后再根据实际的变形情况进行合理的支护。
五、结语
软岩巷道支护技术有利于煤矿的长远发展，所以必须结合矿井的实际情况，采用（参照）支护理论，找寻科学合理而又经济的方法，并不断的探索新的支护技术和方法，做好软岩巷道的支护工作，这对于我国煤炭开采业来说也有很重要的意义。
参考文献：
[1]张金山，李铭.软岩巷道支护问题探讨[J].现代矿业，2011，03：95-97.
[2]徐学野，徐志新.煤矿软岩巷道支护技术[J].科技创新导报，2012，06：89.
【关键词】 软岩;巷道;支护
引言：
长时间以来，软岩巷道一直是煤矿井巷工程中的一大难题，井深大、围岩软弱、破碎、松散、膨胀，特别是地压大的巷道。对于应力高、膨胀强的节理化复合型软岩巷道顶板，比如炭质页岩、花斑状泥岩、炭质泥岩、软质凝灰岩、软质黏土岩等，如果使用一般的方式支护更加困难。通常需要使用将多种手段联合起来，如高强预应力锚杆、喷射混凝土、注浆加固、U型棚钢支架等，才可以使巷道长期保持稳定。
一、软岩的定义
软岩是指单轴抗压强度小于30MPa的岩石，指松散、软弱的岩层，它是相对十分坚硬岩层而言的，自身强度很低，它是一种复杂岩石力学介质，在某种特定环境下可以显著塑性变形。
二、软岩的基本属性
软岩的10种基本属性为：（1）岩石强度低，单向抗压强度一般都在30～15MPa以下;（2）大多属粘聚力很弱的泥质胶结;（3）结构面发育，一般均属碎裂和散体结构;（4）岩石的空隙率大，通常都在15%以上;（5）含水率高，一般5%～10%以上，空隙率大和含水率高是软岩强度降低的重要原因;（6）吸水膨胀性强，这是含蒙脱石等粘土质矿物的主要属性;（7）软化系数大，软岩浸水后，强度降低程度遠大于一般岩石，软化系数在0.5以上;（8）对应力扰动极为敏感;（9）岩层流变性显着，掘巷和应力扰动引起的围岩变化量通常都高达数百、千毫米，围岩流变往往持续数年之久，流变速度达1mm/d左右;（10）抗震性能低，软岩巷道本身及附近爆破等都会引起围岩的显着变形。软岩巷道维护是一项非常复杂的工作。近年来，随着煤矿开采深度的不断增加，软岩巷道支护变得更加复杂。在软岩中布置巷道十分不利，会给矿井安全生产带来一定的影响。要想成功进行软岩巷道支护，应先了解软岩的基本性质。
三、软岩巷道围岩变性特征
结合具体的工程实践，软岩巷道围岩变性特征主要有：第一，软岩巷道围岩变形存在显著的时间效应。软岩起初变形速度大，而当变形基本稳定后，则会发生长时间流变现象，若没有合理的支护措施，巷道可能会破坏;第二，软岩巷道围岩变形存在显著的空间效应。一方面软岩的力学状态同围岩与掘进工作面的距离有关，当其超过一倍巷道宽的距离时，则软岩的力学状态几乎不受其影响。另一方面巷道深度对围岩变形情况造成较为严重的影响，其影响往往超过坚硬岩层。第三方面主要表现为软岩巷道顶板下沉量不但大、极易冒落，底板也时常会鼓起，而且时常还会存在两帮剧烈位移的现象。特别是粘土岩，遇到浸水崩解和泥化引起的底鼓则会更加严重。因此说，防止水侵蚀和治理底板成为了支护软岩巷道的最重要问题之一。第四方面主要表现为围岩变形对于应力扰动和环境变化十分的敏感。体现在当软岩巷道遭受邻近开掘或巷道修复、水的侵蚀、支架折损失效、爆破震动及其采动影响的情况下，都能够产生巷道围岩变形急剧增长的现象。除此之外，软岩巷道自稳的时间比较短，这主要是由围岩暴露面的形状和面积、岩体的残余强度和原岩应力所决定的。以为以上所阐述的因素的差异，松软一般，围岩的自稳时间在几十分钟到十几小时之间，部分顶板一旦暴露就会立即冒落。所以在制定巷道掘进方法和支护措施时一定要对巷道围岩的自稳时间充分考虑。
四、影响支护质量的因素及对策
（一）支护方案的确立
现代支护理论十分强调在巷道围岩变形与稳定的过程中，使用支护的作用对围岩的力学性能进行改善，使支护围岩结构强化，从而达到稳定围岩、限制变形的效果，实现主动支护，以最合理、最经济的方式迎合工程要求。开挖与支护形式、支护时机的不同组合使得围岩变形和破坏也有差异。复杂岩体的施工与维护是一个非线性的力学过程，它的稳定性和支护路径有关是由一定关联的，有必要采用动态规划原理科学对其进行分析，依据岩体及工程特点采用合理的施工方法和支护技术，始终控制好围岩的稳定性，对围岩的动态响应进行监测，并在巷道维护的过程中对其进行进一步的调整。
（二）支护选型应考虑的条件
1、直接作用于周边浅部围岩，根据破坏的特征、强度弱化的因素及时有效地采取措施进行加固。
2、巷道围岩在变形过程中进行维护，不同阶段要采取“护”“让”“支”“限”的技术，从而满足围岩的变形特点，并对围岩的自承能力进行最大限度地利用，使围岩能够保持稳定。
3、主动加固并对围岩破裂体力学性能进行改善，有效的提升围岩的承载能力，使围岩能够形成整体结构。
4、因为构造应力具有方向性，岩体赋存的不均匀性和分层性，巷道四周会存在一些较为薄弱的部位，应及时采取主动支护手段，有效地对这些关键部位进行强化。
（三）巷道支护策略
1、巷道成形
因为巷道掘出后，原有的围岩应力被破坏，围岩应力需要释放出来才能达到新的平衡。在巷道掘进的过程中，一定会受到外力的作用，导致围岩应力失衡，表现不稳定，甚至影响支护强度。所以，在软岩巷道掘巷的时候，一定要尽量小的破坏围岩，特别是在炮掘的巷道中，一定要尽量少装药，发现已经松软的岩层，一定要用手镐或风镐凿除掉，这样不仅可以保证锚、网、喷支护的支护效果，也可以节约成本。
2、锚杆参数及支护强度
锚杆支护参数和支护强度受很多因素的影响，比如巷道服务年限、承压性质、规格形状，周围环境等等，锚杆支护参数和支护强度会随着这些因素的不同而变化。巷道断面、埋深和支护强度是成正比的。另外，支护强度设定的不同，也会因为同一巷道的不同部位受力大小也不同而有影响。
3、金属网的铺设标准
金属网铺设时一定要紧贴岩面，网与网要搭接，绝不能对接，且搭接长度不能小于0.01m。网与网之间用联网丝连接，每扣间距不能大于0.02m。
4、喷浆选料及标准
配合材料为水泥、沙和石子，配比为水泥：沙：石子=1：2：2，设计标号为C20，喷厚为0.05m。喷射混凝土配合材料中，水泥必须使用标号不低于R42.5的普通硅酸盐水泥，速凝剂使用煤海J-85型，水泥重量的3%～5%一般是标准掺量，喷拱取上限，喷淋水区时，视情况而定可加大速凝剂掺入量，速凝剂必须在喷浆机进料口均匀加入，沙为纯净河沙，石子直径小于0.006m，粒径大于10mm的石子控制在20%以下，保证混凝土有光泽而不流淌。
（五）锚注加固技术
1、使用注浆锚索注浆，可采用浆液对围岩裂隙进行封堵，与空气隔绝，避免围岩风化，而且还可以避免围岩被水浸湿后其本身强度有所降低。
2、注浆后浆液把松散破碎的围岩胶结成整体，使岩体强度和内聚力、内摩擦角及弹性模量得以提高，从而提升岩体的强度，能够实现采用围岩本身作为支护结构的一部分，且与原岩形成一个整体，使巷道保持稳定而不易产生破坏。
3、采用注浆锚杆注浆对围岩裂隙进行充填，配合锚喷支护，能够形成一个多层的有效组合拱，即喷网组合拱、锚杆压缩区组合拱以及浆液扩散加固拱，从而扩大了支护结构的有效承载范围，使支护结构的整体性和承载能力提高了很多。
（六）二次支护
在软岩巷道中，因为软岩蠕变时间长的特点，一般都是采取根据现场的实际情况做第二次支护。但实践证明，在巷道的使用过程中，应该在一开始发生开裂的时候，就及时喷浆并补设锚杆，等到围岩位移量达到200～300mm时再实施二次支护。在巷道承受动压的时候应该先提前加固，然后再根据实际的变形情况进行合理的支护。
五、结语
软岩巷道支护技术有利于煤矿的长远发展，所以必须结合矿井的实际情况，采用（参照）支护理论，找寻科学合理而又经济的方法，并不断的探索新的支护技术和方法，做好软岩巷道的支护工作，这对于我国煤炭开采业来说也有很重要的意义。
参考文献：
[1]张金山，李铭.软岩巷道支护问题探讨[J].现代矿业，2011，03：95-97.
[2]徐学野，徐志新.煤矿软岩巷道支护技术[J].科技创新导报，2012，06：89.