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摘 要：近年来，随着煤矿开采深度的增加，许多原来软岩很少的矿区，矿区深部巷道工程均呈现出软岩工程特征。本文首先简要介绍了煤矿巷道软岩工程的特点，然后介绍了煤矿软岩工程联合支护技术在，最后谈谈锚注技术在开滦东欢坨矿的应用情况。
关键词：软岩工程 支护技术 煤矿
中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01（a）-0089-01
软岩工程支护是当前煤矿安全重要问题之一，软岩引起的矿山井巷的破坏现象非常普遍，严重影响着煤矿生产安全、效率及效益的提高。软岩工程的稳定与支护技术密不可分，目前矿山软岩巷道已由过去单一的支护形式，逐步发展为各种多次支护和联合支护形式
1 煤矿巷道软岩工程的特点
地下工程是在岩石或者土体中开挖构筑的结构，所处的环境和受力条件与地面工程有很大不同，因此沿用地面工程的设计理论和方法来解决地下工程问题，显然不能正确地处理地下工程中出现的各种力学现象，当然也不可能由此作出合理的支护设计。与地面工程相比，地下工程在很多方面具有完全不同的受力特点。
由于煤炭资源开发的不可选择性，随着对煤炭大面积的开采，不断地破坏地应力的平衡状态，同时由于煤系地层的赋存条件、沉积环境以及地质构造等的影响，煤矿软岩问题不可避免。煤矿的开采深度目前多在500～600 m，超过1000 mm的矿井也越来越多，有些矿井在浅部开采时软岩问题并不明显，但是到深部以后，地应力大、动压作用明显。煤矿软岩组分中含有大量的膨胀性矿物，围岩软，岩石强度低，易风干脱水而产生塑性流变，尤其易遇水变形、崩解、膨胀。隧道工程一般服务年限可达百年以上，而煤矿不同用途的巷道与硐室，其服务年限不同，但通常要短于隧道工程，软岩巷道有明显的时限性。
2 煤矿软岩工程联合支护技术
在软岩巷道支护方面，由过去单一的被动支护形式逐步发展形成了各种系列支护技术。如锚喷、锚网喷、锚喷网架、锚喷网架注系列技术，U型钢支护系列技术，注浆加固和预应力锚索支护系列技术，这些技术中的一个突出的特点就是联合支护技术的开发与应用。
2.1 联合支护技术特点
联合支护系指采用多种不同性能的单一支护的组合结构，即在联合支护中各自充分发挥其所固有的性能，扬长避短，共同作用，以适应围岩变形的要求，最终达到围岩和巷道稳定的目的。联合支护必须是多种独立的支护方法的组合，如锚喷和U型钢支架的联合、锚喷和弧板的联合等。联合支护是生产建设过程中的产物。如原设计采用碹体支护，在建设过程中经常翻修且翻修量过大，为保证安全，在碹体内喷一层混凝土，效果极好。由于我国使用U型钢支架的背板、拉杆都不配套，故帮顶松动冒落现象非常突出，导致U型钢支架失效。为保证巷道安全，现场常采取喷射混凝土的办法将U型钢支架作为钢支撑置于喷层内，结果巷道围岩稳定，达到了联合支护的目的。
2.2 软岩联合支护的形式
联合支护的形式主要有以下几种：（1）各种锚杆支护的联合锚杆在巷道支护中的作用是不同的，可分为超前锚杆、围壁插筋锚杆、径向加固锚杆，还有加固顶板的桁架锚杆等。各种锚杆优选组合是最积极、最实用、最有效的方法。（2）锚喷支护与U型钢支架联合锚喷支护与U型钢支架联合最方便，效果也是比较好的，只要经济上允许，通常应优先采用。但必须先锚喷后支架，这样才能提高支护效果并便于回收支架。如先支后锚喷则不仅钢材全部消耗掉，而且喷层强度也会受影响。这种方式要消耗大量优质钢材，成本较高，局部使用。（3）锚喷支护与砌体支护的联合锚砌联合中砌体包括料石、混凝土砌块以及钢筋混凝土弧板等。这种联合支护壁后充填非常重要，否则达不到预期效果。（4）锚喷、锚注与U型钢联合支护即在锚喷支护与U型钢支架联合支护的基础上注浆以加固围岩。（5）“三锚”耦合支护即同时使用锚杆、锚索和锚注技术，在大松动圈软岩巷道中，利用锚杆的挤压成拱（即组合拱）、锚索的悬吊和减跨、锚注的通过提高岩体粘聚力及摩擦角来提高岩体的抗剪强度来进行联合支护，这种方法称为“三锚”耦合支护。“三锚”耦合支护要注意三种支护方式的不同作用机理，在设计施工中要注意施工的先后顺序和时机，以达到最佳耦合效果。
近年来，以锚杆、锚索和锚注为主的“三锚”支护是联合支护的典型代表，它已经成为深部矿井软岩巷道支护的重要技术，其独特的优点是，不仅主动加固围岩，而且能把深部围岩强度调动起来，和浅部支护岩体共同作用，控制巷道稳定性，这将是软岩巷道支护的主流发展方向。软岩工程支护理论与技术近年来，以锚杆、锚索和锚注为主的“三锚”支护是联合支护的典型代表，它已经成为深部矿井软岩巷道支护的重要技术，其独特的优点是，不仅主动加固围岩，而且能把深部围岩强度调动起来，和浅部支护岩体共同作用，控制巷道稳定性，这将是软岩巷道支护的主流发展方向。
3 锚注技术应用
东欢坨矿业公司，从2006年开始，与淮北市平远软岩支护工程技术有限公司合作，利用锚注技术，进行软岩巷道治理及复杂条件下巷道施工，共治理巷道150 m，施工巷道25 m，达到了预期效果，具体工程如下。
2006年，-500北一大巷治理巷道143 m（包括交岔点一个，最大跨度10 m），规格4.8×3.1 m，经过近两年的使用，巷道无变形，无漏水，经观测，巷道变形量小于50 mm。2007年10月，-480皮带巷过F2’斷层，利用该技术，共施工巷道23.2 m，规格5.9×4.9 m，仅用3个月时间，便顺利通过F2’断层。该技术的成功应用，为复杂条件下过断层探索了一条新的施工途径。比起其他的施工方法，工期短，造价低，便于操作，可靠性强。经过近一年的观测，巷道变形量小于20 mm，满足了工程需要。
利用该技术治理巷道，经济效益显著，每年减少巷道套修一次，150×0.3=45万元。过F2’断层同管棚技术施工相比节省资金350万元。更主要的是加快了工程衔接，改善了井下作业环境，保障了安全生产，具有较强的社会效益和经济效益。
参考文献
[1] 李殿国.煤矿软岩巷道支护技术新进展[J].煤炭科学技术，2010（4）.
[2] 王强，韩国将.锚注加固技术在深井软岩巷道中的应用[J].能源技术与管理，2010（5）.
关键词：软岩工程 支护技术 煤矿
中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01（a）-0089-01
软岩工程支护是当前煤矿安全重要问题之一，软岩引起的矿山井巷的破坏现象非常普遍，严重影响着煤矿生产安全、效率及效益的提高。软岩工程的稳定与支护技术密不可分，目前矿山软岩巷道已由过去单一的支护形式，逐步发展为各种多次支护和联合支护形式
1 煤矿巷道软岩工程的特点
地下工程是在岩石或者土体中开挖构筑的结构，所处的环境和受力条件与地面工程有很大不同，因此沿用地面工程的设计理论和方法来解决地下工程问题，显然不能正确地处理地下工程中出现的各种力学现象，当然也不可能由此作出合理的支护设计。与地面工程相比，地下工程在很多方面具有完全不同的受力特点。
由于煤炭资源开发的不可选择性，随着对煤炭大面积的开采，不断地破坏地应力的平衡状态，同时由于煤系地层的赋存条件、沉积环境以及地质构造等的影响，煤矿软岩问题不可避免。煤矿的开采深度目前多在500～600 m，超过1000 mm的矿井也越来越多，有些矿井在浅部开采时软岩问题并不明显，但是到深部以后，地应力大、动压作用明显。煤矿软岩组分中含有大量的膨胀性矿物，围岩软，岩石强度低，易风干脱水而产生塑性流变，尤其易遇水变形、崩解、膨胀。隧道工程一般服务年限可达百年以上，而煤矿不同用途的巷道与硐室，其服务年限不同，但通常要短于隧道工程，软岩巷道有明显的时限性。
2 煤矿软岩工程联合支护技术
在软岩巷道支护方面，由过去单一的被动支护形式逐步发展形成了各种系列支护技术。如锚喷、锚网喷、锚喷网架、锚喷网架注系列技术，U型钢支护系列技术，注浆加固和预应力锚索支护系列技术，这些技术中的一个突出的特点就是联合支护技术的开发与应用。
2.1 联合支护技术特点
联合支护系指采用多种不同性能的单一支护的组合结构，即在联合支护中各自充分发挥其所固有的性能，扬长避短，共同作用，以适应围岩变形的要求，最终达到围岩和巷道稳定的目的。联合支护必须是多种独立的支护方法的组合，如锚喷和U型钢支架的联合、锚喷和弧板的联合等。联合支护是生产建设过程中的产物。如原设计采用碹体支护，在建设过程中经常翻修且翻修量过大，为保证安全，在碹体内喷一层混凝土，效果极好。由于我国使用U型钢支架的背板、拉杆都不配套，故帮顶松动冒落现象非常突出，导致U型钢支架失效。为保证巷道安全，现场常采取喷射混凝土的办法将U型钢支架作为钢支撑置于喷层内，结果巷道围岩稳定，达到了联合支护的目的。
2.2 软岩联合支护的形式
联合支护的形式主要有以下几种：（1）各种锚杆支护的联合锚杆在巷道支护中的作用是不同的，可分为超前锚杆、围壁插筋锚杆、径向加固锚杆，还有加固顶板的桁架锚杆等。各种锚杆优选组合是最积极、最实用、最有效的方法。（2）锚喷支护与U型钢支架联合锚喷支护与U型钢支架联合最方便，效果也是比较好的，只要经济上允许，通常应优先采用。但必须先锚喷后支架，这样才能提高支护效果并便于回收支架。如先支后锚喷则不仅钢材全部消耗掉，而且喷层强度也会受影响。这种方式要消耗大量优质钢材，成本较高，局部使用。（3）锚喷支护与砌体支护的联合锚砌联合中砌体包括料石、混凝土砌块以及钢筋混凝土弧板等。这种联合支护壁后充填非常重要，否则达不到预期效果。（4）锚喷、锚注与U型钢联合支护即在锚喷支护与U型钢支架联合支护的基础上注浆以加固围岩。（5）“三锚”耦合支护即同时使用锚杆、锚索和锚注技术，在大松动圈软岩巷道中，利用锚杆的挤压成拱（即组合拱）、锚索的悬吊和减跨、锚注的通过提高岩体粘聚力及摩擦角来提高岩体的抗剪强度来进行联合支护，这种方法称为“三锚”耦合支护。“三锚”耦合支护要注意三种支护方式的不同作用机理，在设计施工中要注意施工的先后顺序和时机，以达到最佳耦合效果。
近年来，以锚杆、锚索和锚注为主的“三锚”支护是联合支护的典型代表，它已经成为深部矿井软岩巷道支护的重要技术，其独特的优点是，不仅主动加固围岩，而且能把深部围岩强度调动起来，和浅部支护岩体共同作用，控制巷道稳定性，这将是软岩巷道支护的主流发展方向。软岩工程支护理论与技术近年来，以锚杆、锚索和锚注为主的“三锚”支护是联合支护的典型代表，它已经成为深部矿井软岩巷道支护的重要技术，其独特的优点是，不仅主动加固围岩，而且能把深部围岩强度调动起来，和浅部支护岩体共同作用，控制巷道稳定性，这将是软岩巷道支护的主流发展方向。
3 锚注技术应用
东欢坨矿业公司，从2006年开始，与淮北市平远软岩支护工程技术有限公司合作，利用锚注技术，进行软岩巷道治理及复杂条件下巷道施工，共治理巷道150 m，施工巷道25 m，达到了预期效果，具体工程如下。
2006年，-500北一大巷治理巷道143 m（包括交岔点一个，最大跨度10 m），规格4.8×3.1 m，经过近两年的使用，巷道无变形，无漏水，经观测，巷道变形量小于50 mm。2007年10月，-480皮带巷过F2’斷层，利用该技术，共施工巷道23.2 m，规格5.9×4.9 m，仅用3个月时间，便顺利通过F2’断层。该技术的成功应用，为复杂条件下过断层探索了一条新的施工途径。比起其他的施工方法，工期短，造价低，便于操作，可靠性强。经过近一年的观测，巷道变形量小于20 mm，满足了工程需要。
利用该技术治理巷道，经济效益显著，每年减少巷道套修一次，150×0.3=45万元。过F2’断层同管棚技术施工相比节省资金350万元。更主要的是加快了工程衔接，改善了井下作业环境，保障了安全生产，具有较强的社会效益和经济效益。
参考文献
[1] 李殿国.煤矿软岩巷道支护技术新进展[J].煤炭科学技术，2010（4）.
[2] 王强，韩国将.锚注加固技术在深井软岩巷道中的应用[J].能源技术与管理，2010（5）.