[摘 要]随开采深度增加，岩层压力显著增大、巷道位移量增大、支架损坏严重、巷道返修量剧增，巷道维护变得异常频繁与困难。该文从深部围岩的岩性变化论述入手，阐述了如何对深部围岩进行有效控制，以保障深部开采的有序进行。
　　[关键词]深部高地应力；巷道围岩；支护技术
　　中图分类号：TD322 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0309-01
　　1 引言
　　我国是产煤大国，煤炭资源丰富，但由于长期开采，浅部煤炭资源逐渐枯竭，中东部矿区正以10-25 m/a的速度进入深部开采。但是。进入深部开采阶段后，岩体工程环境急剧恶化，受“三高一扰动”（高地应力、高地温、高岩溶水压、采矿扰动）、深部岩体分区破裂现象、冲击地压等复杂力学因素影响，深部高应力巷道极易发生变形破坏.导致锚杆失效.支架折损，巷道失稳.严重制约了矿井的采掘生产。因此.深部高应力巷道围岩控制技术的研究意义重大。
　　2 深部开采巷道围岩性质的变化
　　2.1 岩石硬度变大
　　深部岩层在上部岩石的长期自重压力下，岩石性质发生了变化。 主要表现在岩石密度增加、容重加大，岩石硬度也增加 。
　　2.2 岩体强度变小
　　巷道掘出后，岩体强度变小，出现岩石软化的现象，围岩比较破碎。深部岩石在长期的高压力、高温条件下，岩石处在峰值前的状态中（屈服强度和极限强度之间） ，岩石出现大量的微小裂隙 （塑性阶段）。由于开采活动的影响，引起巷道围岩在一定范围内卸压，使岩石由三向受力状态转变为两向受力状态，出现一个方向的压力释放。岩石在峰值前卸压产生更多的裂隙，造成岩体比较破碎，强度降低，由硬岩转变为软岩。
　　2.3 巷道松动范围大顶底板和两帮移近量大
　　由于深部开采围岩存在软化现象，岩层比较破碎，破碎松动范围大，持续时间快、长。围岩存在大量的节理裂隙，降低了围岩的整体性和强度，使围岩处在峰值后的范围内，加剧了围岩裂隙的发育程度，形成破碎区并向纵深发展，因此巷道围岩松动范围大，顶底板和两帮移近量大。
　　3 深部开采巷道的变形
　　由于深部开采后围岩性质的改变，使其到达深部后大部分成为“工程软岩”，表现出强烈的扩容性和应变软化特征，巷道岩体强度降低，巷道与支护体破坏严重，特别是不良岩层巷道掘进与支护困难，不仅使巷道维护费用大大增加，而且造成矿井生产系统不畅，运输能力不足，风、水、电系统脆弱等一系列问题。
　　（1） 巷道变形速度快、变形量大，底鼓严重。深部高应力环境下，岩体储备了较高的能量，由于巷道开挖后的卸荷作用，使岩体中积聚的能量在较短的时间释放出来。深部围岩最大与最小主应力差有增大趋势，致使剪应力增大，加速围岩破坏，工程表现为巷道掘进过程中冒顶片帮几率和规模增大，巷道支护后支架变形迅速，底鼓成为巷道失稳破坏的主要形式，深部回采巷道，前掘后修已成为巷道施工的基本工序。
　　（2） 岩性对巷道稳定性的影响更加显著，浅部岩性变化对巷道变形影响较小，一般情况下，决定巷道位置时，岩性不是主导因素，同一巷道，不同岩性常采用相同支护方式和参数即能保持巷道长期稳定；到深部后，不同岩性围岩变形差异大大增加，岩性成为巷道位置选择的主导因素，同一巷道不同岩性的非等强支护方法成为巷道维护的主要手段。
　　（3） 掘进后巷道持续变形，流变成为深部巷道变形的主要特征。浅部巷道掘进影响期一般为3-5d，之后能基本稳定下来；深部巷道掘进后，巷道一直难以稳定，当支护不合理时，其变形可直至巷道完全闭合，特别是当受动压影响时，其敏感程度更高，影响范围更大，煤柱稳定宽度增大，留煤柱护巷在技术和经济上更加不合理。
　　4 煤矿深部巷道控制技术
　　综合现在巷道支护的方式， 常用的有锚杆支护、锚索支护、棚子支护、联合支护等，针对煤矿深部巷道情况，采取的支护技术有：
　　4.1 高阻让压形式的锚杆支护
　　煤矿深部出现较大压力， 并且发生变形是常见现象， 而将树脂药卷充分利用在支护杆上， 对其进行适当的加长锚固和大伸长的量、高阻力的具有抗破断锚能力的杆，使高阻让压的支护得以实现。为围岩提供大量的支护阻力的是高阻即锚杆， 支护阻力能让塑性区的发展得 到控制， 同时使塑性区的流变速度降低，因此，支护阻力提高能明显减小围岩的变形。锚杆支护中一定会用到锚杆， 而锚杆的构造是比较 复杂的，需要精确的计算和合理的搭配，才能支撑过重的压力。
　　顶板支护指的是顶板支护适用于煤矿深部开采， 由于巷道顶板存在稳定性差的特点，避免其出现顶板离层，最好是用树脂药卷实行加长的锚固和高强度类型的锚杆支护形式，让顶板的稳定性更强。同时顶板支护后， 能增加顶板岩层自身强度、刚度，故避免了顶板下沉量太重的情况发生，使巷道顶板整体的安全指数不断上升。同时，也可将能承载较高预应力的锚索 ， 与下部锚固的顶板相连， 并稳稳固定在上部的岩层内， 以达到增加顶板安全性及可靠性的目的， 最终完成顶板支护。两帮支护指的是在支护过程中只用树脂药卷， 对锚固进行加长，并使用高强度类型的锚杆支护着两帮，此种方式产生的支护阻力比较大，能控制 两帮破碎区的进一步发展， 也使塑性区流变速度降低， 并且当两帮出现较大变形时，该支护也能适应。
　　4.2 超前钻孔的应力转移技术
　　煤矿深部开发中，存在复合顶板、巷道的埋深大、围岩的强度小的特点，在掘进后和锚杆支护前， 顶板就已经产生了巨大的离层和下沉，快速衰减了顶板的承载能力，使巷道维护的 难度增加， 只有结合瓦斯的抽放，在掘进迎头的前方煤层内布置钻孔，在抽放瓦斯的同时，也将掘进而出现的支承应力的峰值转移到深部， 降低了巷道的迎头应力， 减少了无支护的空间顶板发生离层和下沉的机率。巷道迎头的超前钻孔的布置。巷道迎头进行钻孔后，应力峰值的位置便会随着钻孔长度的增加而明显地转移至深部，钻孔的长度大于12m后，峰值位置与巷道表面之间的距离就会减小 ，确定钻孔的长度10m，并且每掘进5m，便钻1次孔。
　　4.2 两帮与底角的加固技术
　　煤矿深部的两帮是强度相对较小的煤层，底角也是这样，对煤矿深部进行掘巷之后，围岩一般是从两帮、底角进行破碎，并且逐步蔓延。因此，对于煤矿的两帮、底角处需进行一定的注浆加固技术，而注浆孔的平面布置必须合理，并且间隔必须均匀。一般采取锚杆支护，是为了防止破碎区不断扩大；对围岩的两帮、底板进行加固，主要使用的材料是高水速凝性质的，此种材料能大大提高锚固力，防止两帮不稳定而发生移动。
　　5 结语
　　深部巷道赋存环境下，围岩低强度与高集中应力间的突出矛盾是巷道变形失稳的主要原因，改善浅部围岩力学性能、提高支护系统强度是控制深部巷道变形破坏的主要途径。只有采用合理的支护设计，才能更好地保障煤矿的高效发展，降低深部开采带来的安全隐患，实现深部煤炭的高产、高效、安全开采。
　　作者简介
　　王冉庆，1988年06月出生，男，汉族，江苏徐州市贾汪区人，2011年毕业于中国矿业大学安全工程學院安全工程专业，助理工程师，现任徐矿集团三河尖煤矿采煤一区技术主管，研究方向为深部矿山动压与控制、矿井通防灾害与预防。