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[摘 要]本文分析了煤矿矿井巷道易变形、失稳等软岩特性及巷道矿压显现特点，针对软岩巷道掘进顶板控制需求，找出了软岩巷道支护此项技术在具体实施中的措施，为软岩控制掘进巷道工作的探讨。
[关键词]软岩巷道：顶板支护；矿井掘进
中图分类号：TH16 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）22-0364-01
随着煤矿开采深度的增加，在深部软岩巷道掘进中顶板支护影响着施工进度、施工安全和矿井的经济效益。随着开采深度的增加，在深部软岩巷道掘进中顶板支护影响着施工进度、施工安全和矿井的经济效益。
例如：山西汾西曙光煤业1208材料巷掘进工作面，巷道在2#煤层中掘进，直接顶厚约1.6m，岩性为泥质页岩局部为砂质页岩，破碎、 裂隙发育、易跨落，在1200m—1260m段顶板破碎压力大，对巷道造成了严重的破坏性，给矿井造成了严重的经济损失，所以就此问题，我进行探讨软岩巷道的力学特性，研究如何加强软岩巷道掘进中顶板控制措施，增强软岩巷道掘进中顶板控制方案。
1 软岩矿井顶板支护的重点问题
（1）在围岩出现变 形大的现象时，矿井的支护点就会遭到严重的破坏。由于在煤系地层 中，矿井的巷道掘进后，由于围岩挤压的作用造成变形较大，而且在矿井中岩石中可能存有遇水膨胀的矿物质成分，膨胀作用较大，对矿井周边岩石形成压力，造成矿井支护结构遭到严重的破坏。
（2）矿井的围岩容易失稳，矿井的巷道支护施工困难，对井下通风、运输和行人等都会带来安全隐患。针对矿井的围岩出现变形大的现象，致使矿井的巷道内部遭受严重破坏的问题，可以采用金属支架、锚网、直墙半圆拱、墙抬粱等矿井支护的结构，此种方式对矿井周边岩石地压较小的地段中可以使用。但在对岩石地压较大，岩石结构较软的地段均不能，所 以这种方式不适用全部的巷道变形问题。
（3）项板碎片零块掉落伤人，软岩结构承受压力强度低，爆破后产生的震波极易冒顶、片帮，采取临时支护的措施在实施中很困难。
2 软岩支护产生影响的因素
（1）时间效应。矿井巷道相对密集的地段，在 一条巷道完工后，就会对原岩原本的平衡造成一定的破坏，这时在开辟另一条巷道的时候，就会使原岩的破坏进行彼此叠加，产生的压力就会加倍。
（2）三维应力。由于矿井位于煤田的地质应力场中的位置不同，其主地应力方向也是变化 的，而地应力方向与布置巷道的方位有着密切的关系，垂直于主地应力方向的走向巷道破坏严重，巷道损坏率较高，相比之下平行于主地应力方向的倾向巷道破坏小，巷道损坏率低。
（3）水浸。因为软岩结构相对硬岩结构过于疏松，软岩的浸水性很强，砂质、页岩泥岩及 泥岩等岩层在遇水后就会产生碎裂现象，使软岩变成颗粒状和泥状，泥岩在浸水1～2h后就全部变为泥浆状态，这时岩石不仅仅会丧失强度，而且还具备强烈的膨胀性，很容易出现滑移，对巷道造成大规模破坏。
（4）风干。在对软岩进行挖掘巷道时，围岩暴露在空气中之后要马上进行封闭，防止围岩出现吸水现象，使其 出现膨胀，影响整体结构的稳定性。
（5）爆破方法。如果巷道的开挖能够使围岩尽可能保持原始沉积状态，对巷道支护将十分有利。过去都是采用普通爆破方法掘进巷道，炮眼少，装药集中，放大炮，往往在巷道周边形成特别破碎区，扩大了围岩的松动范围，加快巷道的变形速度，巷道破坏尤为严重.后改 为尽量控制巷道周边以多眼放小炮的爆破方法，巷道成形好，围岩松动范围小，来压明显减小。
（6）开采的深度。在同一煤田，浅部井田一般不会遇到严重的支护问题，随着矿井开采深度的增加，巷道掘进顶板支护的管理日渐成为难题。
（7）巷道断面的几何形状。在运输石门及车场的施工过程中，最开始采用的就是梯形几何 断面进行设计，但是这种结构在遭受破坏返修后仍不能维持其原本的稳定性，后变为直墙半 圆拱加锚喷支护结构，这种措施在实际应用过程中效果很好，这种情况说明巷道的几何形状 断面对巷道支护承受特性的影响较大，在实际应用过程中要慎重考虑。
3 软岩矿井巷道掘进顶板控制措施
3.1 增加顶板自承能力
在施工过程中无论运用哪种支护结构的方式，都要尽可能地使用光面爆破来进行掘进 巷道作业，时用锚喷方式作为支护，以便能过更好地保持住围岩的稳定性和完整性，减少矿 井上覆岩层可能因为对围岩原岩应力和松弛压力状态的干扰，充分利用围岩项板自身的承重 能力，使支护体与围岩共同承载压力，以便减少压力过于集中。
3.2 重视围岩让压、释压与支架强度的协调作用
经过多年生产、施工的实践证明：在软岩巷道施工中，用刚性支架结构去承受巷道围岩变形和来压是不成功的，而且多次返修，浪费投资；而初柔性后刚性支护结构才能缓和巷道 初掘后软岩变形位移且又能维持巷道掘砌空间的完整性，返修量小，经济效益较好。要使围岩让压、释压与支护体保持协调，要求支护体要有足够的强度，同时，又可使围巖在一定范围 内产生变形释压，从目前的支护结构种类来看，在软岩中就要推广新奥法施工技术，其主要施工工艺就是锚喷技术，初期让压产生柔性变形，后期再多次复喷加固形成刚性支护，或是加用拱形钢支让其达到初期让压，后期以刚性维持围岩稳定性，效果较好。
3.3 尽量控制流变，保持支护长期稳定
在软岩巷道掘进时都强调顶板松 软，要求“短掘短砌”，巷道掘进后，立即进行永久支护，此时软岩因流变膨胀发生了较大的变形，使 刚性支护结构在没有达到强度前就破坏了。另一方面这种支护结构不允许承受任何变形，一旦开裂就失效了，不得不大面积返修。对于软岩巷道要求及时支护达到封闭围岩，避免围岩风化吸水膨胀，抑制围岩流变的扩大是很必要的，此时最好采用锚喷技术进行临时支护，然后利用巷道收敛变形、围岩压力和支护结构的相互作用，寻找适合软岩允许的临时支护变形范围内进行永久支护的最佳时间。
3.4 防风干、防水浸、防震动防风干就是要求巷道掘出后立即进行封闭，避免岩石风干吸水膨胀，锚喷支护先喷浆封闭围岩的作用就在于此
防震动要求避免放大炮和把巷道布置在受采动影响的范围内。
3.5 推广采用新奥法施工技术
过去采用的设计方法组织施工，巷道破坏一再返修，仍采用原设计支护结构。实践表明，传统的设计、支护和施工管理技术难以实现理论结合实际，不能适应岩石力学性质变化规律，应对设计、支护进行及时的、必要的修正和采取新的措施。
新奥法施工技术的实质正是强调进行检测，做好信息反馈，不断改进设计和措施，锚喷支护作为新奥法施工技术中的一种工艺手段，之所以能有效地控制围岩变形，主要是由于锚杆起到加固岩体的作用，从而提高了岩体自身的承载能力。而喷层与围岩紧贴，能及时封闭围岩，增加支护抗压力，使围岩免受风化和水的浸蚀，并能充填岩壁的裂缝和凹凸不平处，既提高了围岩的抗压力又有一定的支护强度。
结束语
煤矿矿区中的软岩巷道挖掘中的顶板支护与其他矿井硬岩矿井是不同的，在施工过程要掌握软岩矿井中的特点，弄清软岩矿井的应对中的具体措施，找到适应它的施工办法，才可以控制项板的作用，确保矿井顺利生产。让压技术的避让、支护主应力方向的巷道布置、防风干、防水浸、防大炮震动的施工工艺等，是近几年来在软岩矿井中应用的高新及时。只有科技人员不断的进行技术创新和发展，才可以提高软岩矿井掘进顶板支护技术，为井下作业提供安全保障。
[关键词]软岩巷道：顶板支护；矿井掘进
中图分类号：TH16 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）22-0364-01
随着煤矿开采深度的增加，在深部软岩巷道掘进中顶板支护影响着施工进度、施工安全和矿井的经济效益。随着开采深度的增加，在深部软岩巷道掘进中顶板支护影响着施工进度、施工安全和矿井的经济效益。
例如：山西汾西曙光煤业1208材料巷掘进工作面，巷道在2#煤层中掘进，直接顶厚约1.6m，岩性为泥质页岩局部为砂质页岩，破碎、 裂隙发育、易跨落，在1200m—1260m段顶板破碎压力大，对巷道造成了严重的破坏性，给矿井造成了严重的经济损失，所以就此问题，我进行探讨软岩巷道的力学特性，研究如何加强软岩巷道掘进中顶板控制措施，增强软岩巷道掘进中顶板控制方案。
1 软岩矿井顶板支护的重点问题
（1）在围岩出现变 形大的现象时，矿井的支护点就会遭到严重的破坏。由于在煤系地层 中，矿井的巷道掘进后，由于围岩挤压的作用造成变形较大，而且在矿井中岩石中可能存有遇水膨胀的矿物质成分，膨胀作用较大，对矿井周边岩石形成压力，造成矿井支护结构遭到严重的破坏。
（2）矿井的围岩容易失稳，矿井的巷道支护施工困难，对井下通风、运输和行人等都会带来安全隐患。针对矿井的围岩出现变形大的现象，致使矿井的巷道内部遭受严重破坏的问题，可以采用金属支架、锚网、直墙半圆拱、墙抬粱等矿井支护的结构，此种方式对矿井周边岩石地压较小的地段中可以使用。但在对岩石地压较大，岩石结构较软的地段均不能，所 以这种方式不适用全部的巷道变形问题。
（3）项板碎片零块掉落伤人，软岩结构承受压力强度低，爆破后产生的震波极易冒顶、片帮，采取临时支护的措施在实施中很困难。
2 软岩支护产生影响的因素
（1）时间效应。矿井巷道相对密集的地段，在 一条巷道完工后，就会对原岩原本的平衡造成一定的破坏，这时在开辟另一条巷道的时候，就会使原岩的破坏进行彼此叠加，产生的压力就会加倍。
（2）三维应力。由于矿井位于煤田的地质应力场中的位置不同，其主地应力方向也是变化 的，而地应力方向与布置巷道的方位有着密切的关系，垂直于主地应力方向的走向巷道破坏严重，巷道损坏率较高，相比之下平行于主地应力方向的倾向巷道破坏小，巷道损坏率低。
（3）水浸。因为软岩结构相对硬岩结构过于疏松，软岩的浸水性很强，砂质、页岩泥岩及 泥岩等岩层在遇水后就会产生碎裂现象，使软岩变成颗粒状和泥状，泥岩在浸水1～2h后就全部变为泥浆状态，这时岩石不仅仅会丧失强度，而且还具备强烈的膨胀性，很容易出现滑移，对巷道造成大规模破坏。
（4）风干。在对软岩进行挖掘巷道时，围岩暴露在空气中之后要马上进行封闭，防止围岩出现吸水现象，使其 出现膨胀，影响整体结构的稳定性。
（5）爆破方法。如果巷道的开挖能够使围岩尽可能保持原始沉积状态，对巷道支护将十分有利。过去都是采用普通爆破方法掘进巷道，炮眼少，装药集中，放大炮，往往在巷道周边形成特别破碎区，扩大了围岩的松动范围，加快巷道的变形速度，巷道破坏尤为严重.后改 为尽量控制巷道周边以多眼放小炮的爆破方法，巷道成形好，围岩松动范围小，来压明显减小。
（6）开采的深度。在同一煤田，浅部井田一般不会遇到严重的支护问题，随着矿井开采深度的增加，巷道掘进顶板支护的管理日渐成为难题。
（7）巷道断面的几何形状。在运输石门及车场的施工过程中，最开始采用的就是梯形几何 断面进行设计，但是这种结构在遭受破坏返修后仍不能维持其原本的稳定性，后变为直墙半 圆拱加锚喷支护结构，这种措施在实际应用过程中效果很好，这种情况说明巷道的几何形状 断面对巷道支护承受特性的影响较大，在实际应用过程中要慎重考虑。
3 软岩矿井巷道掘进顶板控制措施
3.1 增加顶板自承能力
在施工过程中无论运用哪种支护结构的方式，都要尽可能地使用光面爆破来进行掘进 巷道作业，时用锚喷方式作为支护，以便能过更好地保持住围岩的稳定性和完整性，减少矿 井上覆岩层可能因为对围岩原岩应力和松弛压力状态的干扰，充分利用围岩项板自身的承重 能力，使支护体与围岩共同承载压力，以便减少压力过于集中。
3.2 重视围岩让压、释压与支架强度的协调作用
经过多年生产、施工的实践证明：在软岩巷道施工中，用刚性支架结构去承受巷道围岩变形和来压是不成功的，而且多次返修，浪费投资；而初柔性后刚性支护结构才能缓和巷道 初掘后软岩变形位移且又能维持巷道掘砌空间的完整性，返修量小，经济效益较好。要使围岩让压、释压与支护体保持协调，要求支护体要有足够的强度，同时，又可使围巖在一定范围 内产生变形释压，从目前的支护结构种类来看，在软岩中就要推广新奥法施工技术，其主要施工工艺就是锚喷技术，初期让压产生柔性变形，后期再多次复喷加固形成刚性支护，或是加用拱形钢支让其达到初期让压，后期以刚性维持围岩稳定性，效果较好。
3.3 尽量控制流变，保持支护长期稳定
在软岩巷道掘进时都强调顶板松 软，要求“短掘短砌”，巷道掘进后，立即进行永久支护，此时软岩因流变膨胀发生了较大的变形，使 刚性支护结构在没有达到强度前就破坏了。另一方面这种支护结构不允许承受任何变形，一旦开裂就失效了，不得不大面积返修。对于软岩巷道要求及时支护达到封闭围岩，避免围岩风化吸水膨胀，抑制围岩流变的扩大是很必要的，此时最好采用锚喷技术进行临时支护，然后利用巷道收敛变形、围岩压力和支护结构的相互作用，寻找适合软岩允许的临时支护变形范围内进行永久支护的最佳时间。
3.4 防风干、防水浸、防震动防风干就是要求巷道掘出后立即进行封闭，避免岩石风干吸水膨胀，锚喷支护先喷浆封闭围岩的作用就在于此
防震动要求避免放大炮和把巷道布置在受采动影响的范围内。
3.5 推广采用新奥法施工技术
过去采用的设计方法组织施工，巷道破坏一再返修，仍采用原设计支护结构。实践表明，传统的设计、支护和施工管理技术难以实现理论结合实际，不能适应岩石力学性质变化规律，应对设计、支护进行及时的、必要的修正和采取新的措施。
新奥法施工技术的实质正是强调进行检测，做好信息反馈，不断改进设计和措施，锚喷支护作为新奥法施工技术中的一种工艺手段，之所以能有效地控制围岩变形，主要是由于锚杆起到加固岩体的作用，从而提高了岩体自身的承载能力。而喷层与围岩紧贴，能及时封闭围岩，增加支护抗压力，使围岩免受风化和水的浸蚀，并能充填岩壁的裂缝和凹凸不平处，既提高了围岩的抗压力又有一定的支护强度。
结束语
煤矿矿区中的软岩巷道挖掘中的顶板支护与其他矿井硬岩矿井是不同的，在施工过程要掌握软岩矿井中的特点，弄清软岩矿井的应对中的具体措施，找到适应它的施工办法，才可以控制项板的作用，确保矿井顺利生产。让压技术的避让、支护主应力方向的巷道布置、防风干、防水浸、防大炮震动的施工工艺等，是近几年来在软岩矿井中应用的高新及时。只有科技人员不断的进行技术创新和发展，才可以提高软岩矿井掘进顶板支护技术，为井下作业提供安全保障。