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摘 要：首先，对软岩巷道的特征进行了阐述；其次，总结了煤矿巷道支护面临的困难；最后，结合实例对锚网喷架联合支护在工程中的具体应用进行了详细分析，希望文中内容对相关工作人员能够有所帮助。
关键词：软岩巷道；联合支护；巷道质量
中图分类号：TD353.6 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）12-0162-02
近几年随着我国煤矿煤炭资源资源开力度的不断加强，煤矿开采不断加深，导致巷道出现流变性，巷道的强度降低，这在一定程度上增加了煤矿开采过程中，巷道支护的难度。由此可见，在煤矿开采过程中，针对软岩巷道支护技术进行研究已经迫在眉睫。
1 软岩巷道的特征
1.1 围岩底鼓明显
巷道围岩的强度较低，结构松软，导致危岩无法支撑覆岩层的具体重量，此时受低压作用影响，围岩以垂直变形为主，底鼓则是垂直变形中的关键[1]。因此，松软岩巷道中，压力主要来自四周，底鼓现象十分明显，而针对坚硬的围岩来说，支架承受的围岩的压力主要来自顶板。
1.2 自稳时间短
通过大量的工程实际经验来看，软岩巷道的自稳时间最多只有几十小时。在煤矿具体开采过程中，巷道的来压速度较快，也就是说，要想确保巷道中的围岩不会出现冒落现象，应当立即进行支护，或者采取超前支护。
1.3 围岩变形量大
围岩变形量大是软岩围岩的一项最重要特征，同时围岩在发生变形时，变形的速度相对较快，持续时间长，一些变形会超过半年，并且具体变形难以确定，这都增加了围岩的支护难度[2]。
2 煤矿巷道支护面临的困难
煤矿巷道支护过程中面临的困难主要体现在以下几个方面：
（1）巷道稳定性对支护参数的具体选择要求较高，一般来说，支护参数的参数主要依据工程的具体类型而定。针对普通的地质条件，在具体施工中，可以通过工程类比法，完成对支护参数的确定，但是，针对一些地质情况复杂的工程，该方法则无法取得理想的结果。
（2）巷道支护值是与围岩变形相互协调的一个过程，巷道支护设计前，要充分了解围岩的变形机理，只有这样才能选择合适的软岩巷道支护形式，最终选取最为理想的支护参数，明确支护的最佳时机[3]。
（3）巷道支护过程中，要依据巷道遭受到破坏的具体性质，具有针对性的选择相应的巷道支护对策，尤其在巷道支护过程中，要分开软岩和硬岩两种不同类型的巷道，确保最终选择的支护方式的合理性。
3 锚网喷架联合支护在工程中的具体应用
3.1 工程概况
假设巷道净断面是一个直墙半圆拱形，半圆拱的拱高为2.85m，而直墙部分的高度为1.60m。重点是对工程的围岩情况进行分析，拱顶和底板为岩层还是煤层，岩层主要成分为细粒砂岩、粉砂岩还是砂质泥岩，或者为中粗粒砂岩。依据岩体力学测试结果，判断围岩是否处于Ⅳ～Ⅴ级之间，岩体的软化系数在0.15～0.27之间，就是是典型的工程软岩。
3.2 软岩巷道支护原理
软岩工程巷道支护难度较大，在实际支护过程中采用锚网喷联合支护起到的效果十分有限。实践经验表明，在支护期间，采用U型刚可塑性支架，具有增阻速度块，支护强度高等多项优点。尤其是在富水性较强的膨胀性软岩巷道中，采取支架联合支护，能够克服锚网索喷支护在具体应用过程中存在的各项不足，在具体支护过程中，可以充分释放围岩变形能力，逐漸发挥支架工作阻力，提高支护结构整体刚度，上覆岩层5～10m范围内有砂岩老顶，再增加锚索支护，解决该工程巷道支护过程中面临的难题。
3.3 围岩塑性特征
在具体支护过程中，支护期间采用的U型钢支架与围岩会发生相互作用，通过该方式使可塑支架起到软性支护效果，通过该方式为围岩提供良好的支护阻力，从而使围岩开挖后，单向或二向受力情况发生改变，最终变为三向受压状态，同时在巷道具体支护期间，应用的锚杆主动发挥了支护作用。两者相互联合，在一定程度上很好的抑制围岩塑性的大小和范围[4]。锚网喷索架联合支护在具体应用过程中，对工作面围岩塑形变形能够起到一定的抵抗作用，从而提高围岩巷道稳定性。
3.4 钢支架的具体受力情况
通过对锚网喷架联合支护下钢支架发生的具体变化情况进行分析，钢支架最大弯矩值约为4.65kN·m，该弯矩位于墙体两侧，这一现象表明，受软弱围岩作用影响，U型钢可塑支架与锚网喷支护结构两者共同形成的支护体系，使支护结构在具体应用过程中的刚度都得到了显著提高，这也就抑制了围岩收敛变形情况的发生，提高了巷道自身的稳定性。
3.5 监测与分析
3.5.1 检测巷道表面围岩情况
进行巷道挖掘后，设置三个观测面，观测与掘进工作的面的距离分别为12m、24m、36m，对围岩表面发生的变形情况进行详细观测。通过观测可以发现，软岩围岩底板移近量超过了左右两帮收敛量。分析数据表明，锚网喷架联合支护被应用到了巷道拱部和直墙，这也是两个区域变形量较小的主要原因。在整个工程中，巷道铺底存在一定滞后性，底板岩体在遇到水后，会发生膨胀，同时受围岩压力影响，在巷道底部会出现较为严重的起鼓变形。
围岩前期的变形相对来说较为剧烈，整个观测的周期为360d，前7天围岩的变形量约占总变形量的45%，前14天的变形量占约总变形量的80%；到巷道开挖支护90d时，变形量占总变形量已经超过95%。至此之后，虽然围岩变形仍然呈扩张趋势，但是实际变形速率十分缓慢。
3.5.2 监测受力锚杆
通过锚杆测力计对上述监测断面中的锚杆的具体受力情况进行动态检测，监测点设置在顶板中心线，以及两侧肩窝中心点。采用的锚杆测力计应当具有一定的存储功能，通过设置，使测量机在安装的前72h内，每2h读取一次数据，72h后每24h读取一次数据，14d后，每72h读取一次数据，在整个监测的时长为50d。通过监测结果可以发现，锚杆受力数值的具体变化规律与巷道表面围岩收敛变形规律有着相似之处，都是支护之初，数值的变化相对较快，不同之处是，72h后支护结构处于一个相对稳定的状态，其稳定早于围岩收敛变形。各个监测断面顶板锚杆受力的最大值为43.5kN，该数值要比肩窝处的最大受力30.6kN大。造成该现象的主要原因是，两帮上的上覆荷载小于顶板承受的荷载，由此，也充分证明锚网喷架支护具有明显的支护优势，可以在软岩巷道支护中进行推广。
4 结束语
（1）软岩巷道具有变形快、量大、时间长等很多特点，这都是相关工作人员在具体分析中必须要注意的内容。
（2）锚网索喷架支护应用到软岩巷道中，在具体开采过程中，巷道出现的变形破坏的主要表现为顶板开裂、下沉、底鼓、左进右出现象，同时还会致使巷道中的断面缩小，但是较锚网、锚网喷或架棚巷道都会有明显的好转，巷道服务年限明显延长。
（3）监测结果表明，将锚网喷架联合支护方法的应用，对围岩的变形能够起到一定的抑制作用，对于确保巷道长期稳定性来说有着重要意义。
参考文献
[1]魏 标.煤矿软岩巷道支护探究[J].山东工业技术，2017（18）：110.
[2]韩青松.煤矿井下软岩巷道支护技术探析[J].山东工业技术，2016（07）：53.
[3]王连国，陆银龙，孙小康.软岩巷道锚注支护智能设计专家系统及应用[J].采矿与安全工程学报，2016，33（01）：1～6.
[4]刘永忠，刘园子.煤矿软岩巷道控制与治理技术研究[J].煤炭与化工，2015，38（12）：39～41.
收稿日期：2018-3-25
作者简介：智庆国，采矿工程师，大学，主要从事方向矿井建设，采矿及安全管理工作。
关键词：软岩巷道；联合支护；巷道质量
中图分类号：TD353.6 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）12-0162-02
近几年随着我国煤矿煤炭资源资源开力度的不断加强，煤矿开采不断加深，导致巷道出现流变性，巷道的强度降低，这在一定程度上增加了煤矿开采过程中，巷道支护的难度。由此可见，在煤矿开采过程中，针对软岩巷道支护技术进行研究已经迫在眉睫。
1 软岩巷道的特征
1.1 围岩底鼓明显
巷道围岩的强度较低，结构松软，导致危岩无法支撑覆岩层的具体重量，此时受低压作用影响，围岩以垂直变形为主，底鼓则是垂直变形中的关键[1]。因此，松软岩巷道中，压力主要来自四周，底鼓现象十分明显，而针对坚硬的围岩来说，支架承受的围岩的压力主要来自顶板。
1.2 自稳时间短
通过大量的工程实际经验来看，软岩巷道的自稳时间最多只有几十小时。在煤矿具体开采过程中，巷道的来压速度较快，也就是说，要想确保巷道中的围岩不会出现冒落现象，应当立即进行支护，或者采取超前支护。
1.3 围岩变形量大
围岩变形量大是软岩围岩的一项最重要特征，同时围岩在发生变形时，变形的速度相对较快，持续时间长，一些变形会超过半年，并且具体变形难以确定，这都增加了围岩的支护难度[2]。
2 煤矿巷道支护面临的困难
煤矿巷道支护过程中面临的困难主要体现在以下几个方面：
（1）巷道稳定性对支护参数的具体选择要求较高，一般来说，支护参数的参数主要依据工程的具体类型而定。针对普通的地质条件，在具体施工中，可以通过工程类比法，完成对支护参数的确定，但是，针对一些地质情况复杂的工程，该方法则无法取得理想的结果。
（2）巷道支护值是与围岩变形相互协调的一个过程，巷道支护设计前，要充分了解围岩的变形机理，只有这样才能选择合适的软岩巷道支护形式，最终选取最为理想的支护参数，明确支护的最佳时机[3]。
（3）巷道支护过程中，要依据巷道遭受到破坏的具体性质，具有针对性的选择相应的巷道支护对策，尤其在巷道支护过程中，要分开软岩和硬岩两种不同类型的巷道，确保最终选择的支护方式的合理性。
3 锚网喷架联合支护在工程中的具体应用
3.1 工程概况
假设巷道净断面是一个直墙半圆拱形，半圆拱的拱高为2.85m，而直墙部分的高度为1.60m。重点是对工程的围岩情况进行分析，拱顶和底板为岩层还是煤层，岩层主要成分为细粒砂岩、粉砂岩还是砂质泥岩，或者为中粗粒砂岩。依据岩体力学测试结果，判断围岩是否处于Ⅳ～Ⅴ级之间，岩体的软化系数在0.15～0.27之间，就是是典型的工程软岩。
3.2 软岩巷道支护原理
软岩工程巷道支护难度较大，在实际支护过程中采用锚网喷联合支护起到的效果十分有限。实践经验表明，在支护期间，采用U型刚可塑性支架，具有增阻速度块，支护强度高等多项优点。尤其是在富水性较强的膨胀性软岩巷道中，采取支架联合支护，能够克服锚网索喷支护在具体应用过程中存在的各项不足，在具体支护过程中，可以充分释放围岩变形能力，逐漸发挥支架工作阻力，提高支护结构整体刚度，上覆岩层5～10m范围内有砂岩老顶，再增加锚索支护，解决该工程巷道支护过程中面临的难题。
3.3 围岩塑性特征
在具体支护过程中，支护期间采用的U型钢支架与围岩会发生相互作用，通过该方式使可塑支架起到软性支护效果，通过该方式为围岩提供良好的支护阻力，从而使围岩开挖后，单向或二向受力情况发生改变，最终变为三向受压状态，同时在巷道具体支护期间，应用的锚杆主动发挥了支护作用。两者相互联合，在一定程度上很好的抑制围岩塑性的大小和范围[4]。锚网喷索架联合支护在具体应用过程中，对工作面围岩塑形变形能够起到一定的抵抗作用，从而提高围岩巷道稳定性。
3.4 钢支架的具体受力情况
通过对锚网喷架联合支护下钢支架发生的具体变化情况进行分析，钢支架最大弯矩值约为4.65kN·m，该弯矩位于墙体两侧，这一现象表明，受软弱围岩作用影响，U型钢可塑支架与锚网喷支护结构两者共同形成的支护体系，使支护结构在具体应用过程中的刚度都得到了显著提高，这也就抑制了围岩收敛变形情况的发生，提高了巷道自身的稳定性。
3.5 监测与分析
3.5.1 检测巷道表面围岩情况
进行巷道挖掘后，设置三个观测面，观测与掘进工作的面的距离分别为12m、24m、36m，对围岩表面发生的变形情况进行详细观测。通过观测可以发现，软岩围岩底板移近量超过了左右两帮收敛量。分析数据表明，锚网喷架联合支护被应用到了巷道拱部和直墙，这也是两个区域变形量较小的主要原因。在整个工程中，巷道铺底存在一定滞后性，底板岩体在遇到水后，会发生膨胀，同时受围岩压力影响，在巷道底部会出现较为严重的起鼓变形。
围岩前期的变形相对来说较为剧烈，整个观测的周期为360d，前7天围岩的变形量约占总变形量的45%，前14天的变形量占约总变形量的80%；到巷道开挖支护90d时，变形量占总变形量已经超过95%。至此之后，虽然围岩变形仍然呈扩张趋势，但是实际变形速率十分缓慢。
3.5.2 监测受力锚杆
通过锚杆测力计对上述监测断面中的锚杆的具体受力情况进行动态检测，监测点设置在顶板中心线，以及两侧肩窝中心点。采用的锚杆测力计应当具有一定的存储功能，通过设置，使测量机在安装的前72h内，每2h读取一次数据，72h后每24h读取一次数据，14d后，每72h读取一次数据，在整个监测的时长为50d。通过监测结果可以发现，锚杆受力数值的具体变化规律与巷道表面围岩收敛变形规律有着相似之处，都是支护之初，数值的变化相对较快，不同之处是，72h后支护结构处于一个相对稳定的状态，其稳定早于围岩收敛变形。各个监测断面顶板锚杆受力的最大值为43.5kN，该数值要比肩窝处的最大受力30.6kN大。造成该现象的主要原因是，两帮上的上覆荷载小于顶板承受的荷载，由此，也充分证明锚网喷架支护具有明显的支护优势，可以在软岩巷道支护中进行推广。
4 结束语
（1）软岩巷道具有变形快、量大、时间长等很多特点，这都是相关工作人员在具体分析中必须要注意的内容。
（2）锚网索喷架支护应用到软岩巷道中，在具体开采过程中，巷道出现的变形破坏的主要表现为顶板开裂、下沉、底鼓、左进右出现象，同时还会致使巷道中的断面缩小，但是较锚网、锚网喷或架棚巷道都会有明显的好转，巷道服务年限明显延长。
（3）监测结果表明，将锚网喷架联合支护方法的应用，对围岩的变形能够起到一定的抑制作用，对于确保巷道长期稳定性来说有着重要意义。
参考文献
[1]魏 标.煤矿软岩巷道支护探究[J].山东工业技术，2017（18）：110.
[2]韩青松.煤矿井下软岩巷道支护技术探析[J].山东工业技术，2016（07）：53.
[3]王连国，陆银龙，孙小康.软岩巷道锚注支护智能设计专家系统及应用[J].采矿与安全工程学报，2016，33（01）：1～6.
[4]刘永忠，刘园子.煤矿软岩巷道控制与治理技术研究[J].煤炭与化工，2015，38（12）：39～41.
收稿日期：2018-3-25
作者简介：智庆国，采矿工程师，大学，主要从事方向矿井建设，采矿及安全管理工作。