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[摘 要]随着我国矿山开采规模和深度的扩大，为了提高开采的效率和安全性，对煤巷的支护技术要求越来越高。大断面软岩煤巷是煤炭开采比较常见但又是支护问题频出的部位。深度的加深，开采和支护的难度不断提升，各种工程地质灾害，影响着正常的开采工作，大断面软岩煤巷的变形与破坏问题十分严重。本文分析目前煤巷支护技术存在的问题，提出改进建议，对提高支护可靠性具有实际意义。
[关键词]大断面；软岩煤巷；支护；分析
中图分类号：TU654 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）01-0335-01
1 引言
深部煤巷的构建需要对周边岩土进行应力控制，然而，当构建体周围的围岩应力达到一定值的时候，就会发生挤压变形、冒顶片帮等工程灾害。降低围岩应力是大断面软岩煤巷的支护的关键，当围岩应力不可改变的时候，对围岩应力的作用点和作用面进行控制是提高巷道的可靠性的关键。
2 大断面软岩煤巷的变形机理
岩体整体的结构性能以及支护结构间的耦合度对岩体变形特征、破坏表象以及力学特征有着关键性的影响。通常使用的锚杆支护方法是在岩体没有发生大规模坍塌和变形的情况下使用的，为了提高岩体可靠性和稳定性，对于锚杆的外形和支护机理的研究是科学合理的，主要是选择支护类型和支护参数，都需要对围岩特性有深入的认识。目前，不论是效果浅层煤巷还是深层大断面软岩煤巷都存在着顶板冒落或者支护失败的例子。
对于碎裂结构不稳定分析，顶板的岩体脱落结构来看，其工程地质特点有：（1）在表面发育完好的状态下，多面体结构和内部贯通性是其主要特点，也说明了岩体切割时较为剧烈，形成了破碎状岩体。（2）碎裂结构的顶板，在开挖和开采之后形成了更加强烈的振动，自稳定时间急剧降低，顶板下沉速度快，期间出现冒顶片帮情况。（3）大断面软岩煤巷碎裂结构顶板，在地下构造剧烈运动下也会强烈的冲击周边的岩体，巷道大规模断层和落差是顶板支护容易出现问题的主要原因。
3 常用煤巷支护技术及存在的问题
3.1 锚网支护整体强度偏低
锚网喷工艺需要锚网的可靠性，通常锚网没有使用钢带梁和钢筋梯子来进行支护，巷道围岩的支护强度会随着采掘的深入加深和相对降低，锚杆间的钢丝的密集程度也表现出不同的抗应力能力，围岩巷道的严重变形，围岩巷道的屈服应力在增大，锚杆变形和网兜承载重量逐渐加大，锚网的支护能力也显著降低，最终导致锚网支护的整体失效。
3.2 锚网支护结构稳定性较差
在锚网本身质量过关的情况下，锚网的搭接和使用需要重点进行关注。而目前的锚网搭接施工方案具有千篇一律的特点，没有按照不同煤巷道的应力范围和围岩特点进行设定，导致了不合格支护的情况出现。在巷道支护的结构设计方面，巷拱需要承载的应力最大，两帮的需要承载应力相对较小，将巷道的锚网支护承载结构等效成为铰支座结构，由于两帮的加速内移，铰支座出现位移，铰支座的自由度抗侧压能力较差。对此，对两帮进行加固和应力支撑补偿是常用的方法，提高两帮的稳定性和抗侧压能力，有效控制巷道的剧烈变形，在变形之前进行巷道变形监测以提高稳定性。
3.3 支護结构体系没有形成承载整体
由于支护设计中没有对巷道底板进行支护，造成支护结构体系没有形成承载整体，无法控制巷道底鼓。高应力软岩巷道两帮及顶板进行支护后，巷道底板是变形、破坏的突破口，由于巷道底鼓量较大，不得不对巷道进行反复卧底。由于反复卧底对巷道底板的扰动，导致巷道围岩松动圈范围进一步扩大；反复卧底也导致巷道两帮，特别是巷道两底角严重内移，进一步降低了巷道整体支护承载结构的稳定性。
4 大断面软岩煤巷支护技术分析
对于深部煤巷道支护主要采用了锚网喷和灌注砼的常规技术方式，这两项常规作业结合的质量决定了支护结构的稳定性。在使用过程中需要考虑围岩承受能力和支护体的抗应力能力。
4.1 监测围岩强度
深部煤巷的围岩强度都相对较低，通过测试发现，其摩擦角和粘结力都相对较小，深部围岩应力作用下，岩层松散不成形，自稳定的时间也不长，支护的形式选择不正确的话，或者支护时机选择不正确，都有可能导师围岩应力破碎岩层，导致自承受能力下降，从而可能出现安全风险。
4.2 提高支护结构稳定性
支护体的结构稳定性和抗应力能力是支护的关键。单一支护方式已经不能够满足深部围岩应力对岩石结构稳定的要求，选用复合支护方式。通过锚网喷和关注砼相结合的形成的“新奥法”的软岩巷道支护在实践过程中取得了良好的效果，主要通过一次锚网喷的岩体势能结合泥岩的膨胀特点来完成支护，并且加上二次灌注砼的保护，来维持锚网喷的支护完整性，新奥法对锚网和岩体的稳定和固定作用进一步制约和限制围岩的变形。
4.3 科学选定支护步骤
深部软岩巷道开挖后，围岩的位移变形呈现出明显的双承载结构特点，巷道围岩变形开始速度快，将围岩稳定控制过程分为两步。
第一步：内承载结构表现出较大的承载力来控制外承载结构的发展速度。由于处在外承载结构内侧的围岩压力大，支护阻力的提高能够减小剪胀变形。内承载结构的承载能力随着支护阻力的提高而提高，在外承载结构上的呈现出较大的承载力，控制外承载结构外边界的移动速度。
第二步：采用高强度的支护形式。高强度支护提高内承载结构的承载能力，防止外承载结构围岩流变挤压作用对内承载结构的弱化作用；高刚度支护来控制巷道围岩变形的发展。通过处于双承载结构间的围岩的受力挤压，对外承载结构形成较高的承载力，促使外承载结构的稳定。
5 结论
随着新安全生产法的修订，对煤矿安全安全监督检查成为了重中之重。新安全生产法对于各类安全事故的处罚程度的提高，也就促使煤矿生产企业需要不断的改进生产工艺和提高生产技能。大断面煤巷越来越多的背景下，需要通过更科学更合理的方式进行巷道支护，防止冒顶片帮等安全事故的出现。本文对于大断面软岩煤巷支护的分析与研究，对于提高煤矿企业安全生产水平，提高巷道的稳定性和可靠性有一定的帮助，相信随着新材料和新科技的出现，大断面软岩煤巷道的支护可靠性将会不断增加。
参考文献
[1] 孙国文，陈素娟.高应力软岩条件下煤矿巷道支护研究与实践[J]. 矿业安全与环保，2008，01：33-35.
[2] 王新军，翟加文.论深部软岩巷道支护技术系统工程方法[J]. 矿业安全与环保，2012，05：77-80.
[3] 陈军生，尚玉强，刘进晓.伊犁一矿弱胶结软岩巷道支护技术研究[J]. 中国煤炭，2014，11：40-43.
[4] 冯旭东.应力软岩巷道支护技术及实践[J]. 中华建设，2014，11：138-139.
[5]姬瑞红. 高应力软岩回采巷道支护方案确定计算机数值试验[J]. 煤，2014，11：33-35+71.
作者简介
郝明明，1985年5月，男，汉，山西省屯留县人，学历本科，职称采矿助理工程师，采矿工程，单位：陕西煤化工集团铜川矿业公司东坡煤矿；
常朋，1985年11月，男，汉，山西省长子县人，学历本科，职称采矿助理工程师，采矿工程，单位：陕西煤化工集团铜川矿业公司东坡煤矿。
[关键词]大断面；软岩煤巷；支护；分析
中图分类号：TU654 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）01-0335-01
1 引言
深部煤巷的构建需要对周边岩土进行应力控制，然而，当构建体周围的围岩应力达到一定值的时候，就会发生挤压变形、冒顶片帮等工程灾害。降低围岩应力是大断面软岩煤巷的支护的关键，当围岩应力不可改变的时候，对围岩应力的作用点和作用面进行控制是提高巷道的可靠性的关键。
2 大断面软岩煤巷的变形机理
岩体整体的结构性能以及支护结构间的耦合度对岩体变形特征、破坏表象以及力学特征有着关键性的影响。通常使用的锚杆支护方法是在岩体没有发生大规模坍塌和变形的情况下使用的，为了提高岩体可靠性和稳定性，对于锚杆的外形和支护机理的研究是科学合理的，主要是选择支护类型和支护参数，都需要对围岩特性有深入的认识。目前，不论是效果浅层煤巷还是深层大断面软岩煤巷都存在着顶板冒落或者支护失败的例子。
对于碎裂结构不稳定分析，顶板的岩体脱落结构来看，其工程地质特点有：（1）在表面发育完好的状态下，多面体结构和内部贯通性是其主要特点，也说明了岩体切割时较为剧烈，形成了破碎状岩体。（2）碎裂结构的顶板，在开挖和开采之后形成了更加强烈的振动，自稳定时间急剧降低，顶板下沉速度快，期间出现冒顶片帮情况。（3）大断面软岩煤巷碎裂结构顶板，在地下构造剧烈运动下也会强烈的冲击周边的岩体，巷道大规模断层和落差是顶板支护容易出现问题的主要原因。
3 常用煤巷支护技术及存在的问题
3.1 锚网支护整体强度偏低
锚网喷工艺需要锚网的可靠性，通常锚网没有使用钢带梁和钢筋梯子来进行支护，巷道围岩的支护强度会随着采掘的深入加深和相对降低，锚杆间的钢丝的密集程度也表现出不同的抗应力能力，围岩巷道的严重变形，围岩巷道的屈服应力在增大，锚杆变形和网兜承载重量逐渐加大，锚网的支护能力也显著降低，最终导致锚网支护的整体失效。
3.2 锚网支护结构稳定性较差
在锚网本身质量过关的情况下，锚网的搭接和使用需要重点进行关注。而目前的锚网搭接施工方案具有千篇一律的特点，没有按照不同煤巷道的应力范围和围岩特点进行设定，导致了不合格支护的情况出现。在巷道支护的结构设计方面，巷拱需要承载的应力最大，两帮的需要承载应力相对较小，将巷道的锚网支护承载结构等效成为铰支座结构，由于两帮的加速内移，铰支座出现位移，铰支座的自由度抗侧压能力较差。对此，对两帮进行加固和应力支撑补偿是常用的方法，提高两帮的稳定性和抗侧压能力，有效控制巷道的剧烈变形，在变形之前进行巷道变形监测以提高稳定性。
3.3 支護结构体系没有形成承载整体
由于支护设计中没有对巷道底板进行支护，造成支护结构体系没有形成承载整体，无法控制巷道底鼓。高应力软岩巷道两帮及顶板进行支护后，巷道底板是变形、破坏的突破口，由于巷道底鼓量较大，不得不对巷道进行反复卧底。由于反复卧底对巷道底板的扰动，导致巷道围岩松动圈范围进一步扩大；反复卧底也导致巷道两帮，特别是巷道两底角严重内移，进一步降低了巷道整体支护承载结构的稳定性。
4 大断面软岩煤巷支护技术分析
对于深部煤巷道支护主要采用了锚网喷和灌注砼的常规技术方式，这两项常规作业结合的质量决定了支护结构的稳定性。在使用过程中需要考虑围岩承受能力和支护体的抗应力能力。
4.1 监测围岩强度
深部煤巷的围岩强度都相对较低，通过测试发现，其摩擦角和粘结力都相对较小，深部围岩应力作用下，岩层松散不成形，自稳定的时间也不长，支护的形式选择不正确的话，或者支护时机选择不正确，都有可能导师围岩应力破碎岩层，导致自承受能力下降，从而可能出现安全风险。
4.2 提高支护结构稳定性
支护体的结构稳定性和抗应力能力是支护的关键。单一支护方式已经不能够满足深部围岩应力对岩石结构稳定的要求，选用复合支护方式。通过锚网喷和关注砼相结合的形成的“新奥法”的软岩巷道支护在实践过程中取得了良好的效果，主要通过一次锚网喷的岩体势能结合泥岩的膨胀特点来完成支护，并且加上二次灌注砼的保护，来维持锚网喷的支护完整性，新奥法对锚网和岩体的稳定和固定作用进一步制约和限制围岩的变形。
4.3 科学选定支护步骤
深部软岩巷道开挖后，围岩的位移变形呈现出明显的双承载结构特点，巷道围岩变形开始速度快，将围岩稳定控制过程分为两步。
第一步：内承载结构表现出较大的承载力来控制外承载结构的发展速度。由于处在外承载结构内侧的围岩压力大，支护阻力的提高能够减小剪胀变形。内承载结构的承载能力随着支护阻力的提高而提高，在外承载结构上的呈现出较大的承载力，控制外承载结构外边界的移动速度。
第二步：采用高强度的支护形式。高强度支护提高内承载结构的承载能力，防止外承载结构围岩流变挤压作用对内承载结构的弱化作用；高刚度支护来控制巷道围岩变形的发展。通过处于双承载结构间的围岩的受力挤压，对外承载结构形成较高的承载力，促使外承载结构的稳定。
5 结论
随着新安全生产法的修订，对煤矿安全安全监督检查成为了重中之重。新安全生产法对于各类安全事故的处罚程度的提高，也就促使煤矿生产企业需要不断的改进生产工艺和提高生产技能。大断面煤巷越来越多的背景下，需要通过更科学更合理的方式进行巷道支护，防止冒顶片帮等安全事故的出现。本文对于大断面软岩煤巷支护的分析与研究，对于提高煤矿企业安全生产水平，提高巷道的稳定性和可靠性有一定的帮助，相信随着新材料和新科技的出现，大断面软岩煤巷道的支护可靠性将会不断增加。
参考文献
[1] 孙国文，陈素娟.高应力软岩条件下煤矿巷道支护研究与实践[J]. 矿业安全与环保，2008，01：33-35.
[2] 王新军，翟加文.论深部软岩巷道支护技术系统工程方法[J]. 矿业安全与环保，2012，05：77-80.
[3] 陈军生，尚玉强，刘进晓.伊犁一矿弱胶结软岩巷道支护技术研究[J]. 中国煤炭，2014，11：40-43.
[4] 冯旭东.应力软岩巷道支护技术及实践[J]. 中华建设，2014，11：138-139.
[5]姬瑞红. 高应力软岩回采巷道支护方案确定计算机数值试验[J]. 煤，2014，11：33-35+71.
作者简介
郝明明，1985年5月，男，汉，山西省屯留县人，学历本科，职称采矿助理工程师，采矿工程，单位：陕西煤化工集团铜川矿业公司东坡煤矿；
常朋，1985年11月，男，汉，山西省长子县人，学历本科，职称采矿助理工程师，采矿工程，单位：陕西煤化工集团铜川矿业公司东坡煤矿。