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摘要：巷道支护是一项复杂的系统工程，在金属矿山开采技术中占有较大比重，是地下安全生产的重要内容。金属矿山巷道支护面临高地应力、围岩破碎等复杂因素的影响，羊拉铜矿井巷工程施工中遇到部分破碎围岩，支护效果不理想，需对支护技术进行研究。
关键词：破碎围岩；巷道；支护技术
引言：
目前，金属矿山破碎围岩巷道的稳定控制和支护理论和技术还不成熟。由于巷道断面形状的不同，破碎围岩的性质和使用年限的不同，金属矿山巷道破碎围岩的稳定性和支护能力有很大的不同。羊拉铜矿在3350中段、3225中段等井巷工程在施工中遇到破碎围岩和部分泥性岩石，支护效果不理想，威胁井下安全，需对支护技术进行相关研究。
1破碎围岩控制技术
1.1破碎围岩控制原理
采用破碎围岩强化控制原理控制特大断层破碎带巷道的施工安全和长期稳定，包括以下4个方面：
破碎围岩强度的强化。通过化学粘接材料使断层破碎带内松散破碎围岩形成一个整体，提高断层破碎带内松散破碎围岩的强度。
超前支护。通过在围岩中预打钢针，能够将已使用化学粘接材料粘接成整体的松散破碎围岩通过超前插钢针将其固定在巷道顶部，有效地防止了松散岩体的垮落。
喷浆。掘进作业施工完一循环后及时组织喷浆，使初喷紧跟工作面，将破碎围岩与空气隔绝防止破碎围岩风化，提高破碎围岩的强度，初喷厚度不小于80mm。
支护围岩承载结构的强化。通过 U29 钢棚二次支护，使巷道支护进一步加强，提高支护围岩结构的整体稳定性。
1.2围岩控制技术
预注化学粘接材料技术。在施工迎头拱顶区扇形预注化学粘接材料，对预开挖区2～6m范围内的岩体加固，提高巷道顶板区域围岩的整体稳定性及施工通过能力，降低水对围岩力学性质的影响。化学注浆材料马丽散NS是由两种组分组成的无机复合材料，两种组分按照1∶1的体积比混合发生反应。混合后反应生成一种有弹性、不发泡、压缩力大的块状聚合物。当混合物被注入煤岩体后，会渗透到裂隙和空隙中并发生固化，与煤岩体产生高度粘合，可承受地压的长期作用。
注马丽散钻孔。在工作面正前方顶部及两腮角范围注浆加固巷道顶板，为后期掘进施工做准备。从迎头正前方开始布置注马丽散钻孔，在距离顶板0.5m位置开孔，孔距离1m，仰角45°，孔深6m，前端放置2个注射花管，封孔在距离孔口1.5m位置。如果出现注不进的情况，可以调整注浆孔角度和深度，尽量保证单孔注浆量不少于10组。
采用预注钢针法解决掘进超前支护。先注化学粘接材料将超前破碎围岩固化为整体后，再沿巷道顶板轮廓线的角度打一排与巷道中心线平行的32mm钻眼，内注25.4mm×3000mm的钢管作为钢针，钢针间距0.15m，将网固定在钢针上，最后从外向内进行锚索支护；预注钢针作为超前支护。
2支护结构与手段强化的新型锚杆支护技术研究
高强度锚杆和锚索支护在浅巷道支护中能取得较好的效果。但是，高压巷道的应用存在很多问题。例如，锚杆的预应力低、强度差、抗冲击能力弱，随时可能引起拉拔或失效；锚索直径小、强度小、延展性小、匹配性小；造成滑动失效。钢带强度低、刚度小，易撕裂、拉拔，导致支护失败。这些巷道支护问题，慢慢成为影响金属矿山开采的技术瓶颈，迫切需要解决。经过研究分析，得出锚点效应如下：
2.1锚杆在巷道支护的作用与时效
（1）锚杆的作用主要是提高发生变形破坏的围岩的强度。
（2）锚杆对不连续围岩的增强作用如下。錨杆提供轴向和切合力以增加剪切强度。最后，提高了结构面和节理矿山巷道的整体强度、完整性和稳定性。
（3）锚杆对围岩施加应力，可以有效改善围岩的应力环境。压缩应力产生的摩擦阻力可以提高抗剪性能。
2.2矿山巷道锚杆支护核心技术研究
随着开采深度的增加，破碎岩石的强度、结构和应力都有不同程度的变化。影响锚杆支护功能的主要因素是什么，如何充分发挥锚杆的活动能力，提高巷道支护效果是我们研究的首要问题。在施工过程中，矿山巷道变形的主要表现为水平剪力和轴力引起的膨胀变形。提高锚杆支护系统整体刚度是解决该问题的关键。为了改善支护的刚度，主要有两个措施：1是施加更大的预应力，2是使用扩展锚固使杆体对破碎围岩的脱层和脱位敏感，并及时控制破碎围岩脱层脱位的变化。
因此，提高预紧力是巷道锚杆支护技术应用的关键。在锚杆支护的早期阶段，对锚杆施加较大的预紧应力，提高了拧紧的效果。它可以控制岩层中原有的裂缝和空隙，使各岩层紧张收缩，同时提升锚定区内岩层的内摩擦角和内聚力，并提高了岩层的整体性能。当锚杆预紧力达到60-70kn时，围岩浅部离层基本消除。锚杆初始强度预紧力与巷道破碎岩松动膨胀变形的关系：锚杆初始支护强度与破碎岩的膨胀变形呈负相关。锚索预应力在岩土加固工程中的重要作用已得到广泛证实。
2.3矿山巷道锚杆支护参数选取
矿山巷道的锚杆支护技术不仅取决于锚杆的强度。现场经验证明，高强度锚杆的支护效果不一定是最好的。只有当锚杆与破碎围岩的形成载体对周围荷载同步时，才能起到支护作用；破碎围岩的承载能力不能有效调动，锚就不能充分发挥作用；破碎的岩石会随之掉落，结构会出现不稳定。为了提高锚杆预载力，矿山巷道锚杆支护参数的确定原则是：高预应力（杆体屈服载荷的35-55%）技术；采用扩展锚杆；提高支护表面构件的刚度；锚杆锚索匹配，确保整体支护性能；提出临界支护强度和刚度的概念，支护设计初始强度不能低于临界值。同时，软岩隧道围岩控制的关键技术体系主要体现在高强支护等技术措施上，如：小孔径预拉锚索、巷道滞后注浆技术和封闭u型棚。
结束语：
（1）根据破碎巷道支护原理，结合矿区破碎围岩巷道变形特性规律，提出了“勘探、注入、锚”破碎围岩巷道的主动支护技术。改进了“探、注、锚”支护巷道技术。
（2）经济方面。设计支护方案锚杆及锚索布置较原支护方案略密集，在前期施工中成本相较原支护较大，但由于原支护方案支护效果不佳，巷道较多部位变形较大，需补打较多锚杆进行补强支护。综合比较，新设计支护方案比原支护方案成本更低。
（3）施工方面。由于该矿巷道岩性泥岩居多，且破碎围岩较为破碎，打锚杆、锚索相对容易，但要注意安全问题。
参考文献
[1]王景义.松软破碎围岩巷道巷修支护研究与应用[J].山东煤炭科技.2017（06）
[2]张陆彪，毛基腾，陈辉，柳军雷.超强支护技术在破碎围岩巷道修复中的应用[J].知识经济.2017（10）
[3]刘彦忠.松散破碎围岩巷道支护研究[J].能源与节能.2016（01）
[4]朱进文.松软破碎围岩地层掘进支护方式[J].能源与节能.2017（04）
[5]亓忠明.高应力松散破碎围岩巷道支护技术研究[J].能源与节能.2017（06）
[6]张程，李德忠.松散破碎围岩变形控制与支护优化分析[J].中州煤炭.2018（07）
（作者单位：云南迪庆矿业开发有限责任公司）
关键词：破碎围岩；巷道；支护技术
引言：
目前，金属矿山破碎围岩巷道的稳定控制和支护理论和技术还不成熟。由于巷道断面形状的不同，破碎围岩的性质和使用年限的不同，金属矿山巷道破碎围岩的稳定性和支护能力有很大的不同。羊拉铜矿在3350中段、3225中段等井巷工程在施工中遇到破碎围岩和部分泥性岩石，支护效果不理想，威胁井下安全，需对支护技术进行相关研究。
1破碎围岩控制技术
1.1破碎围岩控制原理
采用破碎围岩强化控制原理控制特大断层破碎带巷道的施工安全和长期稳定，包括以下4个方面：
破碎围岩强度的强化。通过化学粘接材料使断层破碎带内松散破碎围岩形成一个整体，提高断层破碎带内松散破碎围岩的强度。
超前支护。通过在围岩中预打钢针，能够将已使用化学粘接材料粘接成整体的松散破碎围岩通过超前插钢针将其固定在巷道顶部，有效地防止了松散岩体的垮落。
喷浆。掘进作业施工完一循环后及时组织喷浆，使初喷紧跟工作面，将破碎围岩与空气隔绝防止破碎围岩风化，提高破碎围岩的强度，初喷厚度不小于80mm。
支护围岩承载结构的强化。通过 U29 钢棚二次支护，使巷道支护进一步加强，提高支护围岩结构的整体稳定性。
1.2围岩控制技术
预注化学粘接材料技术。在施工迎头拱顶区扇形预注化学粘接材料，对预开挖区2～6m范围内的岩体加固，提高巷道顶板区域围岩的整体稳定性及施工通过能力，降低水对围岩力学性质的影响。化学注浆材料马丽散NS是由两种组分组成的无机复合材料，两种组分按照1∶1的体积比混合发生反应。混合后反应生成一种有弹性、不发泡、压缩力大的块状聚合物。当混合物被注入煤岩体后，会渗透到裂隙和空隙中并发生固化，与煤岩体产生高度粘合，可承受地压的长期作用。
注马丽散钻孔。在工作面正前方顶部及两腮角范围注浆加固巷道顶板，为后期掘进施工做准备。从迎头正前方开始布置注马丽散钻孔，在距离顶板0.5m位置开孔，孔距离1m，仰角45°，孔深6m，前端放置2个注射花管，封孔在距离孔口1.5m位置。如果出现注不进的情况，可以调整注浆孔角度和深度，尽量保证单孔注浆量不少于10组。
采用预注钢针法解决掘进超前支护。先注化学粘接材料将超前破碎围岩固化为整体后，再沿巷道顶板轮廓线的角度打一排与巷道中心线平行的32mm钻眼，内注25.4mm×3000mm的钢管作为钢针，钢针间距0.15m，将网固定在钢针上，最后从外向内进行锚索支护；预注钢针作为超前支护。
2支护结构与手段强化的新型锚杆支护技术研究
高强度锚杆和锚索支护在浅巷道支护中能取得较好的效果。但是，高压巷道的应用存在很多问题。例如，锚杆的预应力低、强度差、抗冲击能力弱，随时可能引起拉拔或失效；锚索直径小、强度小、延展性小、匹配性小；造成滑动失效。钢带强度低、刚度小，易撕裂、拉拔，导致支护失败。这些巷道支护问题，慢慢成为影响金属矿山开采的技术瓶颈，迫切需要解决。经过研究分析，得出锚点效应如下：
2.1锚杆在巷道支护的作用与时效
（1）锚杆的作用主要是提高发生变形破坏的围岩的强度。
（2）锚杆对不连续围岩的增强作用如下。錨杆提供轴向和切合力以增加剪切强度。最后，提高了结构面和节理矿山巷道的整体强度、完整性和稳定性。
（3）锚杆对围岩施加应力，可以有效改善围岩的应力环境。压缩应力产生的摩擦阻力可以提高抗剪性能。
2.2矿山巷道锚杆支护核心技术研究
随着开采深度的增加，破碎岩石的强度、结构和应力都有不同程度的变化。影响锚杆支护功能的主要因素是什么，如何充分发挥锚杆的活动能力，提高巷道支护效果是我们研究的首要问题。在施工过程中，矿山巷道变形的主要表现为水平剪力和轴力引起的膨胀变形。提高锚杆支护系统整体刚度是解决该问题的关键。为了改善支护的刚度，主要有两个措施：1是施加更大的预应力，2是使用扩展锚固使杆体对破碎围岩的脱层和脱位敏感，并及时控制破碎围岩脱层脱位的变化。
因此，提高预紧力是巷道锚杆支护技术应用的关键。在锚杆支护的早期阶段，对锚杆施加较大的预紧应力，提高了拧紧的效果。它可以控制岩层中原有的裂缝和空隙，使各岩层紧张收缩，同时提升锚定区内岩层的内摩擦角和内聚力，并提高了岩层的整体性能。当锚杆预紧力达到60-70kn时，围岩浅部离层基本消除。锚杆初始强度预紧力与巷道破碎岩松动膨胀变形的关系：锚杆初始支护强度与破碎岩的膨胀变形呈负相关。锚索预应力在岩土加固工程中的重要作用已得到广泛证实。
2.3矿山巷道锚杆支护参数选取
矿山巷道的锚杆支护技术不仅取决于锚杆的强度。现场经验证明，高强度锚杆的支护效果不一定是最好的。只有当锚杆与破碎围岩的形成载体对周围荷载同步时，才能起到支护作用；破碎围岩的承载能力不能有效调动，锚就不能充分发挥作用；破碎的岩石会随之掉落，结构会出现不稳定。为了提高锚杆预载力，矿山巷道锚杆支护参数的确定原则是：高预应力（杆体屈服载荷的35-55%）技术；采用扩展锚杆；提高支护表面构件的刚度；锚杆锚索匹配，确保整体支护性能；提出临界支护强度和刚度的概念，支护设计初始强度不能低于临界值。同时，软岩隧道围岩控制的关键技术体系主要体现在高强支护等技术措施上，如：小孔径预拉锚索、巷道滞后注浆技术和封闭u型棚。
结束语：
（1）根据破碎巷道支护原理，结合矿区破碎围岩巷道变形特性规律，提出了“勘探、注入、锚”破碎围岩巷道的主动支护技术。改进了“探、注、锚”支护巷道技术。
（2）经济方面。设计支护方案锚杆及锚索布置较原支护方案略密集，在前期施工中成本相较原支护较大，但由于原支护方案支护效果不佳，巷道较多部位变形较大，需补打较多锚杆进行补强支护。综合比较，新设计支护方案比原支护方案成本更低。
（3）施工方面。由于该矿巷道岩性泥岩居多，且破碎围岩较为破碎，打锚杆、锚索相对容易，但要注意安全问题。
参考文献
[1]王景义.松软破碎围岩巷道巷修支护研究与应用[J].山东煤炭科技.2017（06）
[2]张陆彪，毛基腾，陈辉，柳军雷.超强支护技术在破碎围岩巷道修复中的应用[J].知识经济.2017（10）
[3]刘彦忠.松散破碎围岩巷道支护研究[J].能源与节能.2016（01）
[4]朱进文.松软破碎围岩地层掘进支护方式[J].能源与节能.2017（04）
[5]亓忠明.高应力松散破碎围岩巷道支护技术研究[J].能源与节能.2017（06）
[6]张程，李德忠.松散破碎围岩变形控制与支护优化分析[J].中州煤炭.2018（07）
（作者单位：云南迪庆矿业开发有限责任公司）