高应力软岩巷道支护技术的研究与应用
2014年10月（下）
随着我国经济的不断发展，社会需求量逐渐增加，因此能源物质成了人类生活必不可少的东西。目前在我国煤是主要的能源之一，近几年里，煤矿井的深度逐年加深，并且慢慢的向更深部开采。在矿井开采的过程当中，比较浅部所见到的岩石基本呈现为硬岩，随着深度的不断增加，岩石逐渐变为高应力软岩。
因此，由于高应力软岩巷道的矿压十分严重，不易维护，从而确定合理的支护技术十分关键。本文主要针对高应力软岩巷道支护技术进行全面研究，在最终解避免项问题带来危害。
1工程概况1.1世界概况
这里我们所谓的软岩通常指的是岩石的松碎、软弱、膨胀及被风化等现象。在软岩层环境下是极其不稳定的，矿压现象也十分的明显。在软岩中开挖的巷道总是存在着大变形的问题。下面就列举几个有关巷道大变形的例子，比如顶板下沉、底臌、两帮的流变等等，严重的变形会达到几米的状况。对于软岩巷道的支护技术问题是一直困扰着世界各国采矿界的关键问题。
在部分西欧国家，他们以“新奥法”的理论为基础，使用了不同断面的矿用型钢从而设计出了钢性及可缩性较强的钢性支架，从而对高应力软巷道出现的问题进行解决。对于一些产煤的国家，他们现在仍然采用着各种各样的金属支架来解决高应力软岩巷道的支护问题。
目前，这些巷道支护技术还比较局限，只能解决巷道支护过程中的部分问题，不能彻底的解决问题；其次就是此类支护技术比较复杂，实施起来比较困难，一旦我们要对巷道进行维护二次维护那么工程量也会很大；最后就是从费用方面进行考虑，使用金属支架的成本较高。有部分发达国家的巷道支护主要以高强或超高强锚杆、全长锚固锚杆、组合锚杆及锚杆桁架等支护形式进行支护，随着技术的不断发展，锚索也渐渐地使用起来，锚索的使用要比以往深度增加。
随着矿井深度的增加，原有的巷道支护技术已不能完全解决现在矿井的支护问题，那么这就需要我们不断的开发新技术新材料，从而满足现在对高应力软岩巷道的支护。
1.2工程概况
现以曹庄煤矿为例进行研究，-500m 水平水仓、泵房、变电所能够工作的最大年限为二十年，其中它的巷道地面的标高为+125.3～+127.2m，在矿井下-500m 的平行北侧，南侧是变电所、泵房的位置所在，-500m 是东大巷、东副巷。未开采的煤包含了巷道四邻八层煤、上覆七层煤、下伏九层煤。
煤所处的岩层岩性特征有很多种，其中巷道经过的岩石层一次有以下几种：
煤8、四灰、粉砂岩、三灰、粉砂岩、细砂岩、粉砂岩。
首先我们要说的就是煤8，它的厚度达到了1.87m，颜色呈黑色，在上部大约0.2米处其主要是灰质细砂岩夹石，它的特点是被比较坚硬；
再向下4.84m 处出现的是四灰，颜色呈现为灰色，坚硬且含有泥质和化石；
四灰向下2.33m 是粉石岩，粉石岩的颜色是深灰色，它的特性为质地较细，性质脆，节理发育；
再往下0.53m 是三灰，褐灰色，泥质较多，含化石；再向下
10.62m 是粉砂岩，同上层的粉砂岩性质相似，它其中还包含了黄铁矿；
粉砂岩向下9.61m 是细砂岩，它的颜色是灰白色，泥质胶结，下部呈现互层状，包含植物化石；
最后5.73m 还是粉砂岩，它包含着煤纹。
在这个巷道里，矿压十分的明显，喷层开裂的同时脱落下来，巷道变形十分的严重，其上部的泵房及变电站受到严重的破坏，并且多次进行过修复工程。就此次发生的情况来看，这些均严重的影响到建筑物的安全，所以找到有效的巷道支护技术是工程建设的关键问题。
2软岩巷道力学性质的测量
这里利用力学实验主要获取弹性模型E、泊松比μ及单轴抗压强度Rc 的数值等等，根据所得到的数据最终就能够获得所要测量的结果。
3选取支护材料
原文开头提及到了现今社会对于应付高应力软岩巷道支护的材料主要为锚杆，使用锚杆的缺点在于它的加工方面比较粗糙，强度从整体上看比较低下，且工人在分布进行安装的时候，安装后的质量不能确保，主动支护不能实现。锚杆的使用只适用于简单的支护问题，同时支护的有效期较短，强度低，当外界给它的力超过它的承受范围就会造成头螺纹段破断等安全性问题。
锚杆与高强锚杆相比，高强锚杆的加工较精细，且锚固性能强，杆体所能承受的力更大，安装起来了更加容易方便。高强锚杆对于一些较为复杂的软岩巷道支护问题相当有效。对于成本方面，高强锚杆与架棚支护不同，它主要是随矿井的深度增加而增加，如果支护的强度较大，它也会有所增加，但是增加的幅度不会很大。
通常情况下，软岩巷道变形后要及时的修复，可以向裂缝中注浆，从而是的围岩的强度大大提高，这有利于延长支护时间，还有一种方法就是对破碎的围岩使用锚注技术，使用锚注的特点在于它可以从整体上提高整体性及强度。
4变形破坏的治理方案
采用支护技术在对巷道变形破坏进行支护时，应采多方采取巷道支护技术，借鉴国外成功经验，总结成功案例，最终应用到软岩巷道支护当中。现今我们使用最多的方法就是锚注技术。
所谓的锚注技术就是将锚杆、锚索支护与注浆对其进行加固技术结为一体化，使用中空注浆锚杆或者是注浆锚索向煤体压注一些有机浆液或者是无机浆液，加入浆液的作用主要实现全长锚固，这样在支护时就能够保证锚固的可靠性，同时，在外界对的压力下，浆液会在渗透到锚孔周围对已经破裂的围岩进行加固，从整体上解决了围岩的恶化情况。
使用锚注的优点主要在于它可以有效地改善围岩的力学性能，其次使用锚注的另一个优点在于对锚杆和锚索的益处，它可以提高它们的力学着力点，因此对于支护的效果也有很大的提高。使用锚注的方法进行巷道支护的机理有四种：
1）提高围岩的强度；2）提高岩体整体的强度；
3）可与岩体相结合，形成一个整体，加强了支护的整体性。4）注浆扩散的面积大，可将碎岩粘合，加大岩石的稳固范围，扩大了支护范围的有效性。
高应力软岩巷道支护技术的研究与应用
冯焕超董欢庆
（平煤股份七矿，河南平顶山467000）
[摘要]矿井深部高应力软岩巷道总是处于高应力的环境状态，在这种情况下，它就会出现易变形、支护后时间较长变形及支护工作困难等
特点。因此本文对高应力软岩巷道的支护技术进行研究与应用分析，最终分析总结出解决此类问题的有效措施，使高应力软岩巷道的支护措施更加的安全合理化。
[关键词]高应力软岩巷道；矿井深部；支护技术；研究与应用154
TECHNOLOGY WIND
根据巷道变形的严重情况的不同，可采用两种注浆方式进行巷道支护及加固，这两种方法分别是注浆锚索和中空注浆锚杆，在这里全长高承载力锚固锚索更加适合巷道变形的修复。其具体的支护方案可通过
下图进行详细的说明：
图1
5结语
本文主要对高应力软岩巷道支护技术进行研究与应用，通过对矿井深部软岩巷道中的软岩巷道力学性质的测量，了解软岩的各个参数信息，从而选择出符合巷道支护的材料，并有效地完成对软岩巷道的支护工作。避免了由于材料选用的不合理造成支护的不稳定，不得不进行二次或多次修复工作，这样会大大的损失财力、物力及人力，作出不必要
的损失。本文主要对以上问题做出了解析，希望对高应力软岩巷道的支护工作有所帮助。
作者简介：冯焕超，1984年生，助理工程师，平煤股份七矿总办公室副主任；董欢庆，1979年生，平煤股份七矿通风科。
[参考文献]
[1]高召宁,孟祥瑞.深井高应力软岩回采巷道支护对策[J].煤矿安全,2007.[2]郭文波.深井矿山巷道支护分析[J].中小企业管理与科技,2007.
[3]陈炎光,陆士良.中国煤矿巷道围岩控制[J].中国矿业大学出版社,1994.
[4]张华伟,彭文庆.锚杆注浆联合支护大断面煤仓硐室围岩稳定性研究[J].湖南科技大学学报(自然科学版),2008.
[5]烔候朝,郭励生,勾攀峰.煤巷锚杆支护[J].煤炭工业出版社,1998.
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2）刚性连接方式-翼缘、横梁均连接。
在方法1的基础上，对照新T 梁横隔板的位置在旧边梁内植入钢筋，将新老T 梁横隔板钢筋焊接之后立模浇筑横隔板混凝土。
表2连接方式比
较表
综上可知，从工程规模与通行能力来讲，拼接成整体断面是比较理想的加宽方式，但影响拼接加宽的因素有哪些，影响程度多大，如何消除（或减小）不利因素，发挥有利因素等将是需要重点考虑和解决的。
4结论与建议
旧桥改造利用对于设计与施工而言都有很多地方有待进一步探索，特别是对新技术、新材料、新工艺的应用，设计宜全过程配合施工，及
时发现解决设计遗留问题及施工安全隐患，将设计者的意图贯穿与现场实际操作中。结合笔者经验，提出以下几点建议：
1）对老桥损坏程序和实际承载能力的评估，要有明确的评估技术指标及允许限值，重视新老桥梁的结合，使其共同受力提高承载能力；2）混凝土的浇筑宜安排在无雨雾、气温相对较低的时间进行，尽量避开中午的高温时段，但温度过低也不宜从事拼接缝施工；3）在新老桥梁结构物之间不设刚性联接，可设置宽50cm、长10cm 的小板梁，拼宽缝留在新老桥与小板梁处，使新老桥梁结构之间形成柔性联接。这样可以回避梁板桥拼接的技术难题，减少新老桥不均匀沉降造成的拼缝处的反
射裂缝；4）公路桥梁的加宽，在设计、施工上还多处于探索阶段，建议建设部门能牵头组成科技攻关小组，对拼宽技术方案进行研究与探索。
[参考文献]
[1]范立础.桥梁工程.北京:人民交通出版社,2001.
[2]2004年改扩建工程工程勘察设计交流会论文集.武汉:中交第二公路勘察设计研究院专家委员会,2004.
[3]刘志明主编.沈大高速公路改扩建工程技术论文集.北京:人民交通出版社,1985.
工程技术
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高应力软岩巷道支护技术的研究与应用
作者：冯焕超， 董欢庆
作者单位：平煤股份七矿,河南平顶山,467000
刊名：
科技风
英文刊名：Technology Wind
年，卷(期)：2014(20)
引用本文格式：冯焕超.董欢庆高应力软岩巷道支护技术的研究与应用[期刊论文]-科技风 2014(20)