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摘 要：三软煤层巷道支护技术经过多次工程实践检验，基本不受巷道断面及巷道夹角的限制，是一种可靠的支护技术。该复合支护技术可以在所有三软煤层煤巷大断面交岔点中推广使用。从而有效证明锚网与工字钢棚支护方式提高了软岩巷道围岩强度和自承能力，有效地提高了巷道围岩稳定性。
关键词：三软煤层；巷道支护；技术运用
中图分类号：P618文献标识码： A
引言
支护设计是锚杆支护中的一项关键技术，对充分发挥锚杆支护的优越性和保证巷道安全具有十分重要的意义，如果支护形式和支护参数选择不合理，就会造成两个极端：其一是支护成本太高，不仅浪费支护材料，而且影响掘进速度；其二是支护强度不够，不能有效控制围岩变形，出现冒顶事故，因此合理的支护设计在保证安全生产的前提下可以有效降低支护成本、提高掘进速度。采用锚网索支护，但在煤层顶板破碎或托伪顶时，时间推移，仍有个别锚索松动、锚固力降低等现象效果不理想，安全性、稳定性、可靠性均得不到可保障，给安全生产带来安全隐患，只能选择架棚等被动支护方式。
一、三软煤层巷道支护原理分析
巷道在掘进及回采期间的支护状况主要受制于巷道围岩的强度、围岩的稳定性、支护方式等。通常三软煤层巷道围岩破坏具有初期变形速率大、时间效应明显、对应力扰动和环境变化非常敏感的特点，所以巷道支护时软岩进入塑性状态不可避免，使软岩达到其最大塑性承载能力时进行支护效果最佳，同时可使其最大塑性能(如膨胀变形能)以某种形式释放出来，即支护形式应具有/让压0功能。而软岩巷道破坏过程是渐进的力学过程，往往是从一个或几个部位开始变形、损伤，进而导致整个支护系统失稳。这些首先破坏的部位，称为关键部位。关键部位产生的主要原因是支护体力学特性与围岩力学特性不耦合，通常发生在围岩应力集中处和围岩体强度薄弱位置，及时加强关键部位支护，可以取得事半功倍的效果。
二、巷道支护技术中锚杆支护的作用及其发展现状
就目前来说，在我国煤矿巷道的支护过程中，锚杆支护技术占据了支护过程中的主导地位，并且在很多煤矿巷道中得到有效的应用。锚杆支护技术的使用，不仅能够对煤矿企业的安全生产做到保证，还能够在使用的过程中对煤矿的经济效益做到了极大程度的提升，因此有人说锚杆支护技术的使用是煤矿采掘技术的一次革命。在实际的应用过程中，锚杆支护技术也证明了其所具有的作用，它是巷道支护过程中最具有效及最为经济的支护技术之一，因此要想实现煤矿行业能够得到最大的经济效益，就必须要对锚杆支护技术的使用。
就锚杆支护技术来说，其在应用的过程中，也经历了从低强度、高强度到高预应力、强力支护着一些发展过程。当期就此项支护技术来说，已经做到了对巷道围岩地质力学测试、动态信息支护设计、高强度与高刚度支护材料、快速施工机具与工艺、工程质量检测与矿压监测及锚固与注浆联合加固在内的锚杆支护成套技术的有效开发。使其成为煤矿巷道首选的支护技术。高强度、高刚度锚杆支护技术成功应用于千米深井巷道、软岩巷道、强烈动压影响巷道、沿空掘巷与留巷、采空区留巷等复杂困难条件，围岩的强烈变形得到有效控制，取得良好的支护效果。总起来说锚杆支护技术是不仅保证了采煤工作面的安全、快速、高效推进，煤炭产量和效益的大幅度增长，而且也深刻地改变了矿井的开拓部署与巷道布置方式，促进了矿井的和谐发展。
三、巷道支护变形的主要原因分析
1、客观因素：巷道围岩强度低、坚固性差，煤层松软，岩石遇水膨胀，抗风化能力低；由于巷道下肩窝煤层较薄，顶锚杆导致顶板含水层通过煤层裂隙渗入煤层，弱化了巷道围岩强度；巷道上帮内敛主要是由于上区段回采工作面采动影响所致。
2、主观因素：锚杆受力不均，在巷道的整体支护中，托板变形、杆体断裂的始终是个体。在锚杆安装初期，由于施工机具、操作等因素的影响，锚杆施加给围岩的力就表现为大小不一，造成巷道围岩变形、运动不均，从而引起锚杆受力不均，导致个别托板变形、杆体断裂；在设计过程中没有明确锚杆支护的预紧力，在施工现场也忽视预紧力的作用，锚杆支护在实质上是一种被动支护；部分组合构件的强度不满足巷道围岩变形的要求，比如部分托板变形、钢筋网及钢带撕裂。
四、巷道支护变形的控制对策探究
1、提高锚杆的预紧及锚固力锚杆安装之初对围岩的作用主要取决于锚杆预紧力的大小。当预紧力小于松脱岩体所受重力时，松动范围进一步发展，向上渐次松动，锚固区岩体逐渐破坏，产生裂隙，导致支护失效；当预紧力大于松脱岩体所受重力时，则克服了这个缺陷。因此，不仅强调支护材料本身的强度、锚杆与围岩的锚固强度，更应注意支护能够实现的初始支护力，即锚桿预紧力，因为锚杆的预紧力是锚杆支护系统的关键参数，随着预紧力的增加，巷道围岩移近量即屈服范围均显著减小，锚杆预紧力的大小严重影响锚杆的支护效果。但是偏激的强调锚杆预紧力而忽视锚杆预紧力与锚固力、杆体强度的关系，可能造成支护失效。在增大预紧力的同时，围岩向托板也施加一个相反的作用力，当反作用力大于围岩与锚固剂之间的黏结力或杆体强度，锚杆支护失效。而只有当反作用力小于等于围岩与锚固剂之间的黏结力（锚固力）或杆体强度时，即锚杆的预紧力达到整个支护系统允许的最大值。因此，在强调锚杆预紧力的同时，也不能忽视锚杆的锚固力及杆体的强度。
2、提高锚杆组合构件的强度煤巷锚杆支护技术更多地强度了支护系统的强度，因此不允许任何构件的强度不满足使用要求，因此需要提高支护构件的整体强度，在一定范围内不允许出现钢筋网撕裂、钢带撕裂等现象。
3、确保顶板支护锚杆受力均匀锚杆支护系统无论以悬吊理论还是组合梁理论分析都要求锚杆受力均匀。均匀的受力可以避免个别锚杆因受力集中而断裂，迫使应力传递给相邻的锚杆，最终导致整个支护系统失效。因此，保证锚杆受力均匀才能发挥良好的支护效果。
4、加强巷道两帮的支护巷道支护更多的强调对顶板的支护，而忽视了增加煤帮的自身承载能力。通常认识巷道帮部的支护主要是用来控制和防止巷道片帮。但是实践证明对于水平地应力高的煤巷，加强巷道煤帮支护，提高巷道煤帮自身承载能力，在煤帮形成整体压缩墙，极大地提高巷道围岩稳定性，从而改变巷道围岩的应力分布，对控制巷道顶板起关键性的作用[3][4]。因此，在巷道支护过程中，重视煤帮支护的研究及加强煤帮支护对提高锚杆支护系统的强度有一定的意义。
5、在三软煤层的地质条件下，巷道矿压显现快，同一条巷道往往在服务年限内需要多次修护，煤巷交岔点支护难度大；工作面上下巷断面加大以后，外联巷交岔点跨度加大，支护难度进一步加大。该复合支护技术经过多次工程实践检验，基本不受巷道断面及巷道夹角的限制，是一种可靠的支护技术。该复合支护技术可以在所有三软煤层煤巷大断面交岔点中推广使用。在进行工作面设计时，不再考虑巷道夹角及交岔点处大跨度的支护问题，有效减少联巷设计长度，具有一定的经济效益。
结束语
巷道支护技术的发展是一个不断进行的过程，在不同的阶段，都有其所对应的支护技术。这些支护技术的使用，给煤炭行业的发展起到了关键的作用。随着目前煤矿矿井条件的变化，因此在实际应用中，突出了对锚杆支护技术的应用过程。因此在未来，我们还需做到进一步的研究，促使煤矿巷道技术的不断发展.此项支护技术有效控制了巷道变形，实现了巷道围岩与支护体在强度、刚度及结构上的耦合，提高了支护结构的承载能力，有利于矿井的安全生产。
参考文献
[1]张乐.偃龙煤田三软煤层支护技术的分析与探讨[J].中州煤炭,2011(10):78-79.
[2]李彬.三软煤层回采巷道支护中钻孔卸压技术[J].煤炭科学技术,2012(06):89-91.
[3]陈良.中国煤矿巷道围岩控制[M].徐州:中国矿业大学出版社,2006.
关键词：三软煤层；巷道支护；技术运用
中图分类号：P618文献标识码： A
引言
支护设计是锚杆支护中的一项关键技术，对充分发挥锚杆支护的优越性和保证巷道安全具有十分重要的意义，如果支护形式和支护参数选择不合理，就会造成两个极端：其一是支护成本太高，不仅浪费支护材料，而且影响掘进速度；其二是支护强度不够，不能有效控制围岩变形，出现冒顶事故，因此合理的支护设计在保证安全生产的前提下可以有效降低支护成本、提高掘进速度。采用锚网索支护，但在煤层顶板破碎或托伪顶时，时间推移，仍有个别锚索松动、锚固力降低等现象效果不理想，安全性、稳定性、可靠性均得不到可保障，给安全生产带来安全隐患，只能选择架棚等被动支护方式。
一、三软煤层巷道支护原理分析
巷道在掘进及回采期间的支护状况主要受制于巷道围岩的强度、围岩的稳定性、支护方式等。通常三软煤层巷道围岩破坏具有初期变形速率大、时间效应明显、对应力扰动和环境变化非常敏感的特点，所以巷道支护时软岩进入塑性状态不可避免，使软岩达到其最大塑性承载能力时进行支护效果最佳，同时可使其最大塑性能(如膨胀变形能)以某种形式释放出来，即支护形式应具有/让压0功能。而软岩巷道破坏过程是渐进的力学过程，往往是从一个或几个部位开始变形、损伤，进而导致整个支护系统失稳。这些首先破坏的部位，称为关键部位。关键部位产生的主要原因是支护体力学特性与围岩力学特性不耦合，通常发生在围岩应力集中处和围岩体强度薄弱位置，及时加强关键部位支护，可以取得事半功倍的效果。
二、巷道支护技术中锚杆支护的作用及其发展现状
就目前来说，在我国煤矿巷道的支护过程中，锚杆支护技术占据了支护过程中的主导地位，并且在很多煤矿巷道中得到有效的应用。锚杆支护技术的使用，不仅能够对煤矿企业的安全生产做到保证，还能够在使用的过程中对煤矿的经济效益做到了极大程度的提升，因此有人说锚杆支护技术的使用是煤矿采掘技术的一次革命。在实际的应用过程中，锚杆支护技术也证明了其所具有的作用，它是巷道支护过程中最具有效及最为经济的支护技术之一，因此要想实现煤矿行业能够得到最大的经济效益，就必须要对锚杆支护技术的使用。
就锚杆支护技术来说，其在应用的过程中，也经历了从低强度、高强度到高预应力、强力支护着一些发展过程。当期就此项支护技术来说，已经做到了对巷道围岩地质力学测试、动态信息支护设计、高强度与高刚度支护材料、快速施工机具与工艺、工程质量检测与矿压监测及锚固与注浆联合加固在内的锚杆支护成套技术的有效开发。使其成为煤矿巷道首选的支护技术。高强度、高刚度锚杆支护技术成功应用于千米深井巷道、软岩巷道、强烈动压影响巷道、沿空掘巷与留巷、采空区留巷等复杂困难条件，围岩的强烈变形得到有效控制，取得良好的支护效果。总起来说锚杆支护技术是不仅保证了采煤工作面的安全、快速、高效推进，煤炭产量和效益的大幅度增长，而且也深刻地改变了矿井的开拓部署与巷道布置方式，促进了矿井的和谐发展。
三、巷道支护变形的主要原因分析
1、客观因素：巷道围岩强度低、坚固性差，煤层松软，岩石遇水膨胀，抗风化能力低；由于巷道下肩窝煤层较薄，顶锚杆导致顶板含水层通过煤层裂隙渗入煤层，弱化了巷道围岩强度；巷道上帮内敛主要是由于上区段回采工作面采动影响所致。
2、主观因素：锚杆受力不均，在巷道的整体支护中，托板变形、杆体断裂的始终是个体。在锚杆安装初期，由于施工机具、操作等因素的影响，锚杆施加给围岩的力就表现为大小不一，造成巷道围岩变形、运动不均，从而引起锚杆受力不均，导致个别托板变形、杆体断裂；在设计过程中没有明确锚杆支护的预紧力，在施工现场也忽视预紧力的作用，锚杆支护在实质上是一种被动支护；部分组合构件的强度不满足巷道围岩变形的要求，比如部分托板变形、钢筋网及钢带撕裂。
四、巷道支护变形的控制对策探究
1、提高锚杆的预紧及锚固力锚杆安装之初对围岩的作用主要取决于锚杆预紧力的大小。当预紧力小于松脱岩体所受重力时，松动范围进一步发展，向上渐次松动，锚固区岩体逐渐破坏，产生裂隙，导致支护失效；当预紧力大于松脱岩体所受重力时，则克服了这个缺陷。因此，不仅强调支护材料本身的强度、锚杆与围岩的锚固强度，更应注意支护能够实现的初始支护力，即锚桿预紧力，因为锚杆的预紧力是锚杆支护系统的关键参数，随着预紧力的增加，巷道围岩移近量即屈服范围均显著减小，锚杆预紧力的大小严重影响锚杆的支护效果。但是偏激的强调锚杆预紧力而忽视锚杆预紧力与锚固力、杆体强度的关系，可能造成支护失效。在增大预紧力的同时，围岩向托板也施加一个相反的作用力，当反作用力大于围岩与锚固剂之间的黏结力或杆体强度，锚杆支护失效。而只有当反作用力小于等于围岩与锚固剂之间的黏结力（锚固力）或杆体强度时，即锚杆的预紧力达到整个支护系统允许的最大值。因此，在强调锚杆预紧力的同时，也不能忽视锚杆的锚固力及杆体的强度。
2、提高锚杆组合构件的强度煤巷锚杆支护技术更多地强度了支护系统的强度，因此不允许任何构件的强度不满足使用要求，因此需要提高支护构件的整体强度，在一定范围内不允许出现钢筋网撕裂、钢带撕裂等现象。
3、确保顶板支护锚杆受力均匀锚杆支护系统无论以悬吊理论还是组合梁理论分析都要求锚杆受力均匀。均匀的受力可以避免个别锚杆因受力集中而断裂，迫使应力传递给相邻的锚杆，最终导致整个支护系统失效。因此，保证锚杆受力均匀才能发挥良好的支护效果。
4、加强巷道两帮的支护巷道支护更多的强调对顶板的支护，而忽视了增加煤帮的自身承载能力。通常认识巷道帮部的支护主要是用来控制和防止巷道片帮。但是实践证明对于水平地应力高的煤巷，加强巷道煤帮支护，提高巷道煤帮自身承载能力，在煤帮形成整体压缩墙，极大地提高巷道围岩稳定性，从而改变巷道围岩的应力分布，对控制巷道顶板起关键性的作用[3][4]。因此，在巷道支护过程中，重视煤帮支护的研究及加强煤帮支护对提高锚杆支护系统的强度有一定的意义。
5、在三软煤层的地质条件下，巷道矿压显现快，同一条巷道往往在服务年限内需要多次修护，煤巷交岔点支护难度大；工作面上下巷断面加大以后，外联巷交岔点跨度加大，支护难度进一步加大。该复合支护技术经过多次工程实践检验，基本不受巷道断面及巷道夹角的限制，是一种可靠的支护技术。该复合支护技术可以在所有三软煤层煤巷大断面交岔点中推广使用。在进行工作面设计时，不再考虑巷道夹角及交岔点处大跨度的支护问题，有效减少联巷设计长度，具有一定的经济效益。
结束语
巷道支护技术的发展是一个不断进行的过程，在不同的阶段，都有其所对应的支护技术。这些支护技术的使用，给煤炭行业的发展起到了关键的作用。随着目前煤矿矿井条件的变化，因此在实际应用中，突出了对锚杆支护技术的应用过程。因此在未来，我们还需做到进一步的研究，促使煤矿巷道技术的不断发展.此项支护技术有效控制了巷道变形，实现了巷道围岩与支护体在强度、刚度及结构上的耦合，提高了支护结构的承载能力，有利于矿井的安全生产。
参考文献
[1]张乐.偃龙煤田三软煤层支护技术的分析与探讨[J].中州煤炭,2011(10):78-79.
[2]李彬.三软煤层回采巷道支护中钻孔卸压技术[J].煤炭科学技术,2012(06):89-91.
[3]陈良.中国煤矿巷道围岩控制[M].徐州:中国矿业大学出版社,2006.