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摘要：煤矿软岩巷道围岩变形控制问题逐渐成为影响煤矿安全建设的一大难题，有效提高巷道围岩支护承载结构的稳定性及其承载能力，对解决软岩巷道围岩变形控制问题至关重要。近年来，锚杆支护理论及技术取得了深入的研究和发展，锚杆支护技术能够改善围岩体应力状况、提高围岩体强度、充分发挥围岩自承载能力，能有效地控制围岩变形，得到了广泛的应用。基于此，对煤矿软岩巷道支护技术研究分析及应用进行研究，仅供参考。
关键词：煤矿;软岩;巷道支护技术
中图分类号：TD353
1软岩对巷道变形的影响
影响巷道的稳定性的因素，有很大方面是取决于围岩本身和巷道与围岩之间的关系。巷道是在原岩上挖掘的，挖掘巷道后，原岩的结构遭到破坏，围岩在张力的作用下，压力和剪切应力会随着围岩的深度逐渐增加。随着巷道的不断深入，巷道顶部与基岩分离出的岩石通过重力作用对支撑结构施加一个微弱的压力，下落后产生微空隙。巷道墙体顶部的微空隙使得岩石很容易从周围环境中分离出来。这些松散形式的块状岩石可以在巷道中自由移动。巷道的中部层状岩体将发生滑动，巷道的侧壁受岩体滑动而产生变形。另外，在高应力状态下的软岩巷道，由于软岩强度低，会在围岩内部产生围岩松动圆，松动面积非常大。而围岩与接触面支护结构之间间隙很小，在高压下容易引起应力集中。在这种情形下，支护结构和围岩极易被破坏。
2巷道稳定性影响因素分析
厚度较大的矿层巷道周边岩层出现形变的原由较多，不过周边岩层荷载的能力较低，支护措施和周边盐城出现形变不符合，在含水量较大的情况下出现膨胀，工作面输送巷道周边岩层稳定性干扰条件包含：（1）周边岩层性能与力学特性。工作面输送巷依靠三号矿底板进行施工，巷道周边岩层大多是泥沙含量较多的泥岩、炭质泥岩以及中砂岩，巷道项目力学性能较低。顶板地质主要是泥岩，巷道施工期间可能出现冒落问题，矿层内部出现缝隙，强度较弱;底板在含水量较多的情况下容易出现膨脹或者崩解问题。若是顶板承受压力，周边岩层作用力传递到底板，若是累计到较大强度巷道底板可能出现底鼓问题，进而降低了巷道顶板与两帮的稳固性。（2）周边岩层和支护框架连接效果较差，造成整体支护体系出现损坏，周边岩层稳定性较低。由此可见，周边岩层比较松散，可能出现形变并且巷道支护体和周边岩层形变无法匹配是造成巷道支护效果较低的主要原因。所以，“三软”矿层支护方法可以提升周边岩层工作面，提升岩体的强度，适合应用强度较高的支护措施，同时合理的进行让压。譬如，锚杆与锚索支护期间同时应用金刚网或者钢带。
3煤矿软岩巷道支护技术分析
3.1围岩巷道力学模型建立
通过上述对深层软岩对巷道变形影响的分析，应建立该类型围岩巷道的力学模型，判断巷道中围岩应力场的变化。首先要按照常规巷道围岩考虑弹性变形变量计算。因为塑性区的弹性变形不是常量，而是随着半径的变化而变化[8-10]，需做如下假设：（1）根据隧道的受力情况，将应力分解为水平和竖直两部分，其应变属于平面应变，即受力长度为∞，忽略隧道内围岩的重量。（2）巷道围岩的结构为弹塑性，其性质假设为理想状态下的各向同性。（3）巷道的侧压力为变值，其数值的大小会根据其压力系数的增大而增大，压力系数会参照具体的围岩特性。（4）围岩巷道压力坐标轴采用极坐标系，其中拉压应力为负值，拉应力为正值。
3.2锚杆支护
锚杆支护的作用机理主要包括锚杆的悬吊理论、挤压加固拱理论以及组合梁理论等。锚杆的悬吊作用是利用锚杆将软弱不稳定的顶板或者破碎松动的岩石吊挂在软弱层或者松动区之外的巷道坚固稳定层，确保顶板或者破碎岩石不至脱落甚至坍塌。锚杆的挤压加固拱作用是指在掘进巷道支护过程中，对锚杆进行等间距布置并施加预应力，锚杆之间会存在挤压，形成压缩区域。当在拱形巷道中安装预应力锚杆时，锚杆形成的圆椎压缩体将交错重叠形成承压拱，既可承受上方破碎岩石的载荷，又产生环向应力，使围岩受压状态从单轴或者双轴变为三轴，改善了承压拱应力状态。
3.3预留煤柱技术
在煤矿井下巷道掘进顶板支护技术中，较为传统技的技术之一，即是预留煤柱技术。一些施工人员在开展顶板支护工作过程中，在对煤矿井下巷道上下两区段工作的施工当中，会更加倾向应用传统预留煤柱技术。相比于其他顶板支护技术，预留煤柱技术的操作过程便捷性更高，相关施工人员在工作过程中，他们在顶板支护中对这种技术进行应用，可以有效地对煤矿井下巷道整体的排风能力、通风科学技术迅速发展，使得煤矿井下巷道掘进工作要求也在持续增加。为了保证煤矿井下巷道掘进工作的质量问题以及施工的可靠性、安全性，相关的工作人员需要借助科学性、合理性的策略，合理应用煤矿井下巷道掘进顶板支护技术，对煤矿工程巷道掘进工作的效率、质量问题得到有效地提高，同时还可以保证施工进度逐渐加快。能力有效增强。但另一方面，工作人员在应用该种技术时，可能会消耗相对比较多的人力资源和物力资源，还需要比较高的成本问题，这也是这项技术的一个缺点。
4结语
软煤巷主要的变形破坏特征为：顶板下沉量巨大，顶角挤压破碎，两帮收敛严重，底板煤岩交界处产生滑动面，加剧巷道变形。通过巷道的支护优化设计，保证了巷道的掘进速度，大大提高了整体人员的利用率和掘进效率，巷道返修明显减少，整体上提高了巷道的安全性，降低了支护成本，符合国家倡导的安全、高效、经济的原则，也为指导矿井施工积累了经验。
参考文献
[1]刘露生.煤矿井下软岩巷道施工支护技术研究应用[J].中国标准化，2019（24）：158-159.
重庆千牛建设工程有限公司工作 重庆 400700
关键词：煤矿;软岩;巷道支护技术
中图分类号：TD353
1软岩对巷道变形的影响
影响巷道的稳定性的因素，有很大方面是取决于围岩本身和巷道与围岩之间的关系。巷道是在原岩上挖掘的，挖掘巷道后，原岩的结构遭到破坏，围岩在张力的作用下，压力和剪切应力会随着围岩的深度逐渐增加。随着巷道的不断深入，巷道顶部与基岩分离出的岩石通过重力作用对支撑结构施加一个微弱的压力，下落后产生微空隙。巷道墙体顶部的微空隙使得岩石很容易从周围环境中分离出来。这些松散形式的块状岩石可以在巷道中自由移动。巷道的中部层状岩体将发生滑动，巷道的侧壁受岩体滑动而产生变形。另外，在高应力状态下的软岩巷道，由于软岩强度低，会在围岩内部产生围岩松动圆，松动面积非常大。而围岩与接触面支护结构之间间隙很小，在高压下容易引起应力集中。在这种情形下，支护结构和围岩极易被破坏。
2巷道稳定性影响因素分析
厚度较大的矿层巷道周边岩层出现形变的原由较多，不过周边岩层荷载的能力较低，支护措施和周边盐城出现形变不符合，在含水量较大的情况下出现膨胀，工作面输送巷道周边岩层稳定性干扰条件包含：（1）周边岩层性能与力学特性。工作面输送巷依靠三号矿底板进行施工，巷道周边岩层大多是泥沙含量较多的泥岩、炭质泥岩以及中砂岩，巷道项目力学性能较低。顶板地质主要是泥岩，巷道施工期间可能出现冒落问题，矿层内部出现缝隙，强度较弱;底板在含水量较多的情况下容易出现膨脹或者崩解问题。若是顶板承受压力，周边岩层作用力传递到底板，若是累计到较大强度巷道底板可能出现底鼓问题，进而降低了巷道顶板与两帮的稳固性。（2）周边岩层和支护框架连接效果较差，造成整体支护体系出现损坏，周边岩层稳定性较低。由此可见，周边岩层比较松散，可能出现形变并且巷道支护体和周边岩层形变无法匹配是造成巷道支护效果较低的主要原因。所以，“三软”矿层支护方法可以提升周边岩层工作面，提升岩体的强度，适合应用强度较高的支护措施，同时合理的进行让压。譬如，锚杆与锚索支护期间同时应用金刚网或者钢带。
3煤矿软岩巷道支护技术分析
3.1围岩巷道力学模型建立
通过上述对深层软岩对巷道变形影响的分析，应建立该类型围岩巷道的力学模型，判断巷道中围岩应力场的变化。首先要按照常规巷道围岩考虑弹性变形变量计算。因为塑性区的弹性变形不是常量，而是随着半径的变化而变化[8-10]，需做如下假设：（1）根据隧道的受力情况，将应力分解为水平和竖直两部分，其应变属于平面应变，即受力长度为∞，忽略隧道内围岩的重量。（2）巷道围岩的结构为弹塑性，其性质假设为理想状态下的各向同性。（3）巷道的侧压力为变值，其数值的大小会根据其压力系数的增大而增大，压力系数会参照具体的围岩特性。（4）围岩巷道压力坐标轴采用极坐标系，其中拉压应力为负值，拉应力为正值。
3.2锚杆支护
锚杆支护的作用机理主要包括锚杆的悬吊理论、挤压加固拱理论以及组合梁理论等。锚杆的悬吊作用是利用锚杆将软弱不稳定的顶板或者破碎松动的岩石吊挂在软弱层或者松动区之外的巷道坚固稳定层，确保顶板或者破碎岩石不至脱落甚至坍塌。锚杆的挤压加固拱作用是指在掘进巷道支护过程中，对锚杆进行等间距布置并施加预应力，锚杆之间会存在挤压，形成压缩区域。当在拱形巷道中安装预应力锚杆时，锚杆形成的圆椎压缩体将交错重叠形成承压拱，既可承受上方破碎岩石的载荷，又产生环向应力，使围岩受压状态从单轴或者双轴变为三轴，改善了承压拱应力状态。
3.3预留煤柱技术
在煤矿井下巷道掘进顶板支护技术中，较为传统技的技术之一，即是预留煤柱技术。一些施工人员在开展顶板支护工作过程中，在对煤矿井下巷道上下两区段工作的施工当中，会更加倾向应用传统预留煤柱技术。相比于其他顶板支护技术，预留煤柱技术的操作过程便捷性更高，相关施工人员在工作过程中，他们在顶板支护中对这种技术进行应用，可以有效地对煤矿井下巷道整体的排风能力、通风科学技术迅速发展，使得煤矿井下巷道掘进工作要求也在持续增加。为了保证煤矿井下巷道掘进工作的质量问题以及施工的可靠性、安全性，相关的工作人员需要借助科学性、合理性的策略，合理应用煤矿井下巷道掘进顶板支护技术，对煤矿工程巷道掘进工作的效率、质量问题得到有效地提高，同时还可以保证施工进度逐渐加快。能力有效增强。但另一方面，工作人员在应用该种技术时，可能会消耗相对比较多的人力资源和物力资源，还需要比较高的成本问题，这也是这项技术的一个缺点。
4结语
软煤巷主要的变形破坏特征为：顶板下沉量巨大，顶角挤压破碎，两帮收敛严重，底板煤岩交界处产生滑动面，加剧巷道变形。通过巷道的支护优化设计，保证了巷道的掘进速度，大大提高了整体人员的利用率和掘进效率，巷道返修明显减少，整体上提高了巷道的安全性，降低了支护成本，符合国家倡导的安全、高效、经济的原则，也为指导矿井施工积累了经验。
参考文献
[1]刘露生.煤矿井下软岩巷道施工支护技术研究应用[J].中国标准化，2019（24）：158-159.
重庆千牛建设工程有限公司工作 重庆 400700