煤矿软岩巷道掘进支护技术探讨

综述与专论

2019·07

17

当代化工研究

Modern Chemical Research

煤矿软岩巷道掘进支护技术探讨

＊荆彦军

（南煤集团大阳泉公司 山西 045000）

摘要：掘进支护技术在软岩巷道施工建设中的应用效果，对整个巷道的稳固性和作业人员的人身安全起着重要作用，对保证煤矿企业的

安全生产也具有重要意义。在对软岩巷道进行掘进支护过程中，出现了很多问题，比如软岩强度不高导致围岩应力水平较高，岩层中存在吸水膨胀特性的黏土矿物质会对软岩巷道的支护结构产生影响。所以为了降低围岩变形对巷道掘进支护工作带来的不利影响，需要采用一些方法措施来提高围岩强度和支护表力。目前在软岩巷道掘进作业中最常用的支护技术就是锚杆联合支护与锚网喷支护，合理掘进支护方式的选择要根据当地矿井的地质特点来决定。关键词：软岩巷道；掘进；支护技术

中图分类号：T 文献标识码：A

Discussion on Tunneling Support Technology of Soft Rock Roadway in Coal Mine

Jing Yanjun

(South Coal Group Dayangquan Company, Shanxi, 045000)

Abstract ：The application effect of tunneling support technology in the construction of soft rock roadway plays an important role in the stability

of the whole roadway and the personal safety of the workers. It is also of great significance to ensure the safety production of coal mine enterprises. In the process of tunneling and support of soft rock roadway, there are many problems, such as the high stress level of surrounding rock caused by the low strength of soft rock, and the clay minerals with water absorption and expansion characteristics in rock strata will affect the supporting structure of soft rock roadways. Therefore, in order to reduce the adverse effects of surrounding rock deformation on roadway tunneling and support work, some methods and measures need to be adopted to improve the strength of surrounding rock and support surface force. At present, in the process of soft rock roadway tunneling, the most commonly used supporting technology is bolt combined support technology and bolt steelmesh shotcrete support technology. The selection of reasonable tunneling support mode depends on the geological characteristics of the local mine.

Key words ：soft rock roadway ；tunneling ；support technology

引言

井工开采是我国煤炭行业中普遍采用的一种采煤方式，它对煤矿企业开采技术和设备要求较高，开采工艺也较为复杂。不合理的井工开采不仅会对当地的地质结构和水文条件造成不可修复的破坏，而且对井下作业人员的人身安全产生严重威胁。通过查阅近些年煤炭行业有关资料，顶板灾害是煤矿企业采煤过程中经常发生的主要事故类型，其原因主要是开采技术不成熟、开采方案不合理、技术措施不到位等。传统理论认为，随着采空面积的不断增大，顶板失去煤层的支撑作用后，工作面和巷道就会在矿压作用下产生变形。如果不采取一定的支护措施或者支护措施滞后，顶板岩层会发生更大程度的破坏断裂甚至大面积冒落，增加了工作面安全事故发生的概率，对作业人员的人身安全产生严重威胁。因此，在煤炭企业中推广和发展软岩巷道掘进支护技术，大大增加煤矿开采的安全性，也提高了煤矿生产效益。

1.煤矿软岩巷道掘进支护施工

(1)煤矿软岩巷道掘进支护难点

地下岩层的构造特点和地质特性对煤矿软岩巷道掘进支护施工造成一定困难，主要表现为以下几点：①软岩强度不高且容易破碎，严重影响巷道支护的稳定性。煤矿开采过程中经常遇见的软岩类型为泥岩类岩层，这类岩体强度不高，节理发育，容易在力的作用下变形破碎，对软岩巷道掘进支护工作带来一定困难；②在高围岩应力作用下，岩层处于软岩状态。煤矿开采深度的增加，巷道围岩产生应力集中，进而降低围岩的稳定性；③地下岩层中含有多种吸水性强的黏土矿物质，使得岩体遇水发生膨胀松散现象，所以需要在巷

道掘进过程中采取一定的防水措施，防止后期开采煤层期间顶板岩层遇水膨胀发生坍塌事故。

(2)软岩巷道掘进施工要点

通过分析岩层变化和地质构造特征，为了解决施工过程中遇到的困难，可以采用一定方法和措施来优化施工方案。具体方法和措施如下：①施工过程中要对施工时间做到精确把握，软岩强度低、岩层不稳定以及围岩应力高是施工过程中存在的主要难点，然而巷道掘进过程中围岩有一段短暂的自稳时间，所以在制定施工方案时对围岩的自稳时间要有充足考虑和利用，对施工时间进行严格把握，以克服施工难点；②巷道位置对软岩巷道掘进支护施工存在一定影响。巷道掘进施工以前，要对围岩类型及岩性分布进行仔细勘探，根据软岩分布位置和矿井地质特性推算出巷道受到的应力大小和方向，设计一条最合理的巷道掘进路线，尽量避开高应力区和强度低的岩层，使巷道位置得到充分优化；③目前很多煤矿在软岩巷道支护断面施工中采用直墙半圆拱断面，此断面形态又分为椭圆形和马蹄形两种，在对岩层受力情况和巷道断面尺寸进行分析和选择，以使支护断面合理合规，避免由于巷道支护结构强度达不到要求而影响煤矿企业的开掘进度；④软岩强度低是施工中存在的一大难点，所以为了克服这一难点，提高围岩强度和巷道支护质量，作业人员在实际施工过程中普遍采用锚杆加注浆的联合方式对软弱的围岩进行稳定加固，使围岩具有一定的自我承载能力，提高围岩的强度。⑤一般认为，岩层表面完整性越好，越有利于软岩巷道的支护。所以可对软岩巷道进行速喷水泥浆和提高锚杆预紧力的方式来改善围岩破碎松软的状态，提高围岩支护表力和支护强度，确