中图分类号：X752文献标识码： A 文章编号：
　　
　　
　　一、项目背景及研究内容
　　（1）、项目背景
　　1、长期以来，软岩支护一直都是制约我国煤炭行业发展的瓶颈性问题，也是是煤矿工程技术重点关注的问题。
　　2、软岩巷道变形主要表现为：两帮或某一帮变形量大，导致刚性支架支护失效；底臌明显，底臌量甚至超过两帮变形量；围岩变形周期长，围岩收敛变形量表现出明显的线性特征。
　　3、中林煤矿2503机巷及南翼下山为典型软岩巷道，且由于受到构造应力的影响，巷道围岩破坏严重，严重影响到矿井的正常生产。为此开展了本课题的研究。
　　（2）地质条件
　　1、中林煤矿南采区南起F2断层下盘断煤交面线、及其延伸线或二号井筒保安煤柱线，北至B4煤层储量计算边界线；所涉及煤系地层属于二叠系乐平统龙潭组。本课题主要研究对象为2503机巷及南翼下山。
　　2、B4煤层伪顶及直接顶炭质泥浆和泥岩，岩性极差，极易冒落，底板与顶板类似，为泥岩及粘土岩，可塑性强，极易产生底鼓。
　　（3）、研究内容
　　1、分析南采区2503机巷及南翼下山围岩力学特征。分析测定围岩物理力学性质及现阶段变形参数；
　　2、利用理论分析、实验室试验及数值计算等综合研究方法，研究大落差逆断层这一特殊地质条件下极松软复杂围巷道围岩的应力状态及破坏规律。
　　3、通过现场观测确定巷道围岩塑性区分布、变形情况，并通过理论分析和实验室模拟确定造成这一状况的原因。
　　4、利用已取得的研究成果，通过对其现有支护体系分析、归纳、优化及理论验证，进而提出合理优化支护方案，为实验巷道支护提供可行、合理的加固技术方案。
　　二、中林煤矿支护现状研究
　　1、现场观测研究
　　A、表面位移观测
　　
　　图1-1 南翼下山测点两帮移近量变化曲线
　　
　　 图1-22503机巷测点两帮移近量变化曲线
　　
　　
　　图1-3南翼下山顶底板移近量变化曲线
　　图1-4 2503机巷顶底板移近量变化曲线
　　
　　B、中林煤矿现有支护方式为工字钢梯形支护，背帮材料为木板+竹帘，在现有支护条件下，煤巷支护为完全被动支护。根据前期的观测结果，目前中林煤矿煤巷出现的主要问题有以下几点：
　　 巷道变形量大，返修率高
　　 底臌现象严重
　　 两帮支护部分失效，出现了支架倒伏的情况
　　 顶板出现空顶现象，部分区域空顶情况非常严重
　　 部分区域背帮材料支护失效
　　3、支护失效原因分析
　　 中林矿位于F2逆断层下盘内，受地质构造引起的矿压影响较大，巷道在此条件下维护困难
　　 工作面推进速度慢，支承压力影响时间长，巷道长期处于工作面前方应力 增高区内
　　 金属支架材料强度低，且巷道支护不是封闭支架，无法有效防止底鼓发生
　　 巷道断面为梯形断面，此类断面对两帮及底板的维护较为不利
　　 顶板破碎，应力发生转移，如下图：
　　
　　
　　
　　图 2应力转移示意图
　　 背帮材料强度低，造成两帮及顶板部分区域背帮失效
　　 采区煤系地层多为软岩，遇水易膨胀，造成该区域矿压进一步加
　　三、支护方案
　　1、现有支护 + 背帮材料改良
　　
　　2、U型钢+金属网 +钢带+竹帘
　　
　　3、U型钢封闭支护+金属网+钢带+竹帘
　　
　　4、工字钢+锚网
　　
　　5、U型钢+锚网
　　
　　四、理论分析及数值模拟研究
　　1、巷道圍岩变形理论分析
　　
　　
　　
　　
　　2、数值模拟
　　
　　五、支护建议
　　根据以上分析，提出如下四种支护建议：
　　1、对小型矿井和运输材料困难，使用工字钢+金属网+钢带+竹帘，体现成本优势
　　2、对运输大巷采用U型钢+金属网+钢带+竹帘，体现成本优势与支护强度兼顾
　　3、对底鼓严重的地段采用U型钢封闭支护+金属网+钢带+竹帘
　　解决支护强度和治理底臌问题；
　　4、对底鼓严重软层较厚采用U型钢封闭支护+锚网+锚索
　　体现主动支护与被动支护向结合，支护强度最高。
　　作者简介：廖为康（1968—）男，江西南康人，毕业于江西应用工程学院采矿工程系，现任江西新余八景煤业公司中林煤矿总工程师。
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。