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[摘 要]在进行煤矿的深层开挖过程中，对于其深部的松软煤层的巷道支护的技术施工，是进行煤矿深挖过程的重要过程，其进行深部掘进过程中会存在有顶帮劈冒、相对位移量大，会形成对周围的岩层的大量破坏。所以我们必须在煤矿深挖工程中对于其巷道进行其支护措施的保证。以下将对深部松软煤层巷道支护技术进行具体的分析，通过对煤矿开挖实际情况相结合，可以制定出有效的巷道支护方案，对周围的岩层的变形进行控制，提高煤矿开挖质量。
[关键词]深部松软煤层；巷道支护技术；煤矿开挖
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0351-01
1 煤层巷道围岩的主要破坏类型和影响因素
1.1 煤层巷道围岩的主要破坏类型
煤层的巷道破坏一般分为三种，其一是剪切破坏与复合破坏，其二拉伸破坏，其三是重前剪破坏，其四是潮解膨胀破坏。第一种剪切破坏因通常发生在巷道的两帮当中，如果两侧的支护强度不能对巷道的剪切应力进行承受，那么两帮的围岩就会产生破坏。其二，是位伸破坏，这种还可以将其分为拉裂破坏与折断破坏，其主要发生在矩形的巷道顶板中，因围岩的上部应力与拉应力相互间的作用，造成了巷道顶板径向因受拉而产生冒顶的现象发生。其三，是重剪破坏，其主是岩层的节理裂隙结构弱面的强度不够，受到的剪切力大于抗剪强度，对围岩造成其沿结构弱面的剪切破坏。由于巷道顶板岩层中会有泥岩、页岩等岩层的存在，所以这些岩层中含有大量的膨胀性矿物，在井下这种潮湿的环境中就会产生风化与潮解，经过水泡后就会产生对围岩强度的影响，我们称其为潮解膨胀破坏。
1.2 煤层巷道失稳变形的主要影响因素
在我们进行煤矿的开挖时，由于围岩的自身的强度、工程中的地质条件、完整性、巷道开挖时所选择的支护方式、以及其巷道的位置等条件，都是我们进行煤矿巷道开挖时所需要进行其失稳情况的考虑因素之一。其次，由于巷道的断面结构与尺寸、相邻工程的影响、护巷煤柱的尺寸以及采动影响等这些都会种过成其产生变形。我们根据西川煤矿的相关岩性进行分析可知，在煤矿的深层松软煤层中，由于煤岩体比较松软，所以其裂隙在不断的发育，当其与水相遇时就会产生膨胀造成变形。另外，由于巷道的空越构造破碎带的围岩比较破碎，所以在这种高强度的碎胀压力下其容易产生碎胀变形。
2 拱形支架锚网联合支护设计
对煤体的整体刚度进行提升，我们通过将锚杆与煤体进行粘结的方式，使煤体的抗变形能力增加，当锚杆穿透煤体时，或是穿入到更深入的煤体时，对于一些不稳定的煤体时，起到了悬调作用，锚杆与围岩就产生了彼此的作用力。对巷道内的围岩进行受力状态的改变。锚杆的挤压作用，造成了边界煤体的受力状态受从二向向三向转变。对单一的拱形支架的支护方式进行了有效的补充，但是对围岩的内部进行加固时存在着一定的缺陷。这时巷道的上帮强度是小于下帮的，所以我们在进行设计时上帮要较下帮多一根锚杆，帮助巷道的两边变形与不对称情况进行改变，实现均匀化的载荷。在进行安装开始时，我们如果先进行底锚的安装，对底臌速度就会造成影响，其速度降低，无法从其根本上进行防治，因其以下倾斜 45°。这样会造成两组拱棚支架之间的破碎煤体量大以后，造成了对锚网的较大的压力，金属网容易产生局部上的变化，为了对这种情况进行避免，我们应该在设计的时候，对于拱棚的支架进行钢筋梯子梁的加设。这样对于煤帮两侧具有破裂上的有效控制。
2.1 金属拱形支架支护计算
自然平衡拱支架所承受的载荷按下式计算：Q=L×3.14×0.5×γ（a×h-a1×b1）；式中a为巷道断面宽度的1/2；b为巷高，b=2.5。棚距设为m。L对于棚距的误差±100 mm，L=0.8 m；a1为梁弦长的 1/2；b1为梁的弦高。巷高的二分之一加冒落拱的高等于h，h=3.0 m。我们使用29U-9.0m2的拱棚支架进行巷道的支护，巷宽3500mm，架间距700mm，直接顶厚度 2.5 m，取直接顶容重γ=2.4t/m3。通过计算我们得到，平衡的拱支架的承受能力的载荷应该是：Q=19.88t；承载能力为27t的拱形支架为9m2，支护强度符合相关的规范，如果存在有不良土质，棚距就需要进行缩小。
2.2 锚杆计算方式
锚杆长度为L=L1+L2+L3。其中L1为锚杆外露长度，取0.1m；L2为锚杆有效长度；L3为锚杆锚固段长度，取0.3m。我们可以在解析法中，对于普氏自然平衡拱理论对锚杆的长度进行确定，因为普氏免压拱的高度应该与锚杆的长度相等。其中如果普氏岩石的坚固性系数为f≥3时，L2=2Bf式中，巷道的宽度设为B，取值B=3.5m。当普氏岩石坚固性系数 f≤2时，在式中如果 f=1.8，巷道的高度设为H取值为 H=2.5m，岩体的内摩擦角设置为φ取值为φ=28°；那么经过计算L2=1.87m，则L=2.27m，取L=2.4m。上面的式子可知，如果在回风巷中我们使用工作面为9.0 m2，那么就需要进行锚杆的加帮支护，如图1所示。上帮使用四根，下帮使用三根，管式锚杆都用2.4 m×Υ24 mm，用金属网对煤帮进行控制。
2.3 应用效果
锚杆的具体应用就是通过对进行加固作用锚杆布置的非匀称可以对两帮的形变不均衡情况进行改善，对于促稳起到了主动的作用。如图2所示：
3 结束语
综上所述，锚网支架的联合支护方式对于弱结构体进行了充份的考虑，对于其中上帮的破坏更是加以着重的考虑，对此进行加强，可以在成本控制下对巷道的变形进行有效的预防。通过对实际的效果进行考察，在煤矿内部的高应力情况下，锚网支架对联合支护方式的使用，可以对围岩的自承能力进行使用这种方法较拱棚支护相比是一种比较高效与可靠的支护方式。
参考文献
[1] 熊海明.广西环江下金煤矿深部巷道复合支护技术应用研究[D].广西大学，2013.
[2] 王群.特厚松软煤层巷道支护技术研究[D].辽宁工程技术大学，2013.
[3] 武鹏飞.构造破碎带中煤层巷道支护技术研究[D].太原理工大学，2010.
[4] 何宗礼，陈高君.煤矿深部巷道预应力协同支护技术研究[J].煤炭科学技术，2013.
[关键词]深部松软煤层；巷道支护技术；煤矿开挖
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0351-01
1 煤层巷道围岩的主要破坏类型和影响因素
1.1 煤层巷道围岩的主要破坏类型
煤层的巷道破坏一般分为三种，其一是剪切破坏与复合破坏，其二拉伸破坏，其三是重前剪破坏，其四是潮解膨胀破坏。第一种剪切破坏因通常发生在巷道的两帮当中，如果两侧的支护强度不能对巷道的剪切应力进行承受，那么两帮的围岩就会产生破坏。其二，是位伸破坏，这种还可以将其分为拉裂破坏与折断破坏，其主要发生在矩形的巷道顶板中，因围岩的上部应力与拉应力相互间的作用，造成了巷道顶板径向因受拉而产生冒顶的现象发生。其三，是重剪破坏，其主是岩层的节理裂隙结构弱面的强度不够，受到的剪切力大于抗剪强度，对围岩造成其沿结构弱面的剪切破坏。由于巷道顶板岩层中会有泥岩、页岩等岩层的存在，所以这些岩层中含有大量的膨胀性矿物，在井下这种潮湿的环境中就会产生风化与潮解，经过水泡后就会产生对围岩强度的影响，我们称其为潮解膨胀破坏。
1.2 煤层巷道失稳变形的主要影响因素
在我们进行煤矿的开挖时，由于围岩的自身的强度、工程中的地质条件、完整性、巷道开挖时所选择的支护方式、以及其巷道的位置等条件，都是我们进行煤矿巷道开挖时所需要进行其失稳情况的考虑因素之一。其次，由于巷道的断面结构与尺寸、相邻工程的影响、护巷煤柱的尺寸以及采动影响等这些都会种过成其产生变形。我们根据西川煤矿的相关岩性进行分析可知，在煤矿的深层松软煤层中，由于煤岩体比较松软，所以其裂隙在不断的发育，当其与水相遇时就会产生膨胀造成变形。另外，由于巷道的空越构造破碎带的围岩比较破碎，所以在这种高强度的碎胀压力下其容易产生碎胀变形。
2 拱形支架锚网联合支护设计
对煤体的整体刚度进行提升，我们通过将锚杆与煤体进行粘结的方式，使煤体的抗变形能力增加，当锚杆穿透煤体时，或是穿入到更深入的煤体时，对于一些不稳定的煤体时，起到了悬调作用，锚杆与围岩就产生了彼此的作用力。对巷道内的围岩进行受力状态的改变。锚杆的挤压作用，造成了边界煤体的受力状态受从二向向三向转变。对单一的拱形支架的支护方式进行了有效的补充，但是对围岩的内部进行加固时存在着一定的缺陷。这时巷道的上帮强度是小于下帮的，所以我们在进行设计时上帮要较下帮多一根锚杆，帮助巷道的两边变形与不对称情况进行改变，实现均匀化的载荷。在进行安装开始时，我们如果先进行底锚的安装，对底臌速度就会造成影响，其速度降低，无法从其根本上进行防治，因其以下倾斜 45°。这样会造成两组拱棚支架之间的破碎煤体量大以后，造成了对锚网的较大的压力，金属网容易产生局部上的变化，为了对这种情况进行避免，我们应该在设计的时候，对于拱棚的支架进行钢筋梯子梁的加设。这样对于煤帮两侧具有破裂上的有效控制。
2.1 金属拱形支架支护计算
自然平衡拱支架所承受的载荷按下式计算：Q=L×3.14×0.5×γ（a×h-a1×b1）；式中a为巷道断面宽度的1/2；b为巷高，b=2.5。棚距设为m。L对于棚距的误差±100 mm，L=0.8 m；a1为梁弦长的 1/2；b1为梁的弦高。巷高的二分之一加冒落拱的高等于h，h=3.0 m。我们使用29U-9.0m2的拱棚支架进行巷道的支护，巷宽3500mm，架间距700mm，直接顶厚度 2.5 m，取直接顶容重γ=2.4t/m3。通过计算我们得到，平衡的拱支架的承受能力的载荷应该是：Q=19.88t；承载能力为27t的拱形支架为9m2，支护强度符合相关的规范，如果存在有不良土质，棚距就需要进行缩小。
2.2 锚杆计算方式
锚杆长度为L=L1+L2+L3。其中L1为锚杆外露长度，取0.1m；L2为锚杆有效长度；L3为锚杆锚固段长度，取0.3m。我们可以在解析法中，对于普氏自然平衡拱理论对锚杆的长度进行确定，因为普氏免压拱的高度应该与锚杆的长度相等。其中如果普氏岩石的坚固性系数为f≥3时，L2=2Bf式中，巷道的宽度设为B，取值B=3.5m。当普氏岩石坚固性系数 f≤2时，在式中如果 f=1.8，巷道的高度设为H取值为 H=2.5m，岩体的内摩擦角设置为φ取值为φ=28°；那么经过计算L2=1.87m，则L=2.27m，取L=2.4m。上面的式子可知，如果在回风巷中我们使用工作面为9.0 m2，那么就需要进行锚杆的加帮支护，如图1所示。上帮使用四根，下帮使用三根，管式锚杆都用2.4 m×Υ24 mm，用金属网对煤帮进行控制。
2.3 应用效果
锚杆的具体应用就是通过对进行加固作用锚杆布置的非匀称可以对两帮的形变不均衡情况进行改善，对于促稳起到了主动的作用。如图2所示：
3 结束语
综上所述，锚网支架的联合支护方式对于弱结构体进行了充份的考虑，对于其中上帮的破坏更是加以着重的考虑，对此进行加强，可以在成本控制下对巷道的变形进行有效的预防。通过对实际的效果进行考察，在煤矿内部的高应力情况下，锚网支架对联合支护方式的使用，可以对围岩的自承能力进行使用这种方法较拱棚支护相比是一种比较高效与可靠的支护方式。
参考文献
[1] 熊海明.广西环江下金煤矿深部巷道复合支护技术应用研究[D].广西大学，2013.
[2] 王群.特厚松软煤层巷道支护技术研究[D].辽宁工程技术大学，2013.
[3] 武鹏飞.构造破碎带中煤层巷道支护技术研究[D].太原理工大学，2010.
[4] 何宗礼，陈高君.煤矿深部巷道预应力协同支护技术研究[J].煤炭科学技术，2013.