軟岩巷道支護設計要點解析
應用技術
作者：王冰冰 樊明永
[摘 要]長時間以來，軟岩巷道的支護一直為我國煤礦帶來極大困擾，隨著煤礦開采深度的愈來愈增加，我國大部分礦區的軟岩工程問題也日益凸顯出來，在這種情況下，也對軟岩巷道支護設計提出了更為嚴格的要求。本文就在對軟岩工程特性與軟岩巷道圍岩變形特點分析的基礎上，對軟岩巷道支護設計要點予以探討。
[關鍵詞]軟岩巷道；支護；設計要點
中圖分類號：D5+6T33 文獻標識碼：B 文章編號：1009-914X（2014）34-0204-01
對軟岩巷道的有效維護在我國煤礦的建設與生產過程中一直是作為難點的存在，隨著我國經濟的高速發展，對煤礦需求量也愈來愈大，煤礦開采深度的增加隨之增大了地應力，煤礦軟岩巷道的支護變得更是難上加難。在鬆軟岩層條件下，有的礦井在設計的過程中沒能將軟岩特性結合其中，將巷道設置在膨脹性極高的軟岩中，而且使用金屬或者是梯形木支架等剛性支護，直接造成巷道圍岩發生較大變形，製約礦井的生產效率，嚴重影響到其生產安全。基於此，進行軟岩巷道支護設計時，必須要將軟岩的工程特性結合進來，且充分尊重軟岩巷道圍岩的客觀變形規律。
一.軟岩的工程特性分析
軟岩巷道表現出來的一個最明顯工程特性就是地壓具有極為劇烈的顯現過程，想要保證巷道的維護具有較大困難，加之圍岩具有自穩時間短、變形量大且變形劇烈、遇水就膨脹等特性，也使其成為在煤礦開采工作中需要麵對的不良地質條件之一。就以煤礦工程技術的角度來看，軟岩工程特性表現可以歸納為以下兩點：
（一）圍岩軟化臨界荷載
隨著圍岩內部應力水平的逐漸提升，尤其是當處於圍壓極速增加的環境下，岩石內部的塑性變形程度也大幅度提高，繼而岩石本身的特性也隨著應力水平的變化而變化。在圍岩應力水平大幅度提升時，其軟化臨界荷載與塑性變形是相互對應的，致使倒岩結構發生一定變化成為表現出鬆軟特性的軟岩；另外，在開采煤礦的過程中，一旦挖掘深度超出了圍岩軟化臨界值，就會直接使圍岩發生嚴重的變形問題，在這種情況下，為了確保圍岩內部應力與大地壓的平衡，就必須要通過巷道支護的方式予以解決。
（二）力學屬性
軟岩的力學屬性表現與其泥質礦物成分以及結構麵等方麵有著很大的相關聯係，一般是通過可塑性、膨脹性、流變性等力學特點表現出來，其中軟岩的膨脹性表現的最為顯著，圍岩在物力、化學、力學等一係列因素的共同強加作用下，使其內部發生急劇的體積變化現象，致使內部、外部等膨脹形式表現出來。在進行對軟岩巷道支護設計的過程中，對軟岩表現出來的力學屬性予以分析是最為重要的一點，同樣，前期的地質勘探工作亦可以為其有效的設計提供可參考數據。
二.軟岩巷道圍岩變形特點分析
（一）變形量大
軟岩工程中圍岩具有較大的變形量是其主要特征，如若使用傳統的支護方法很難實現對其變形的有效控製。
（二）變形速度極快
通常由於較為頻繁的采掘或者是開挖等因素的影響，通常致使軟岩巷道的圍岩變形發生速度極快。
（三）變形時間久
軟岩巷道不僅變形速度極快，而且持續時間長，是其另外一個主要特點。
三.軟岩巷道支護設計要點分析
現代岩石力學表明，雖然破裂但岩石還是會留有極大的殘餘強度，且具有極高的承載力；圍岩一方麵是支護壓力的根本，另一方麵也是與原岩應力進行平衡抵抗的承載體，同樣是最為重要的承載結構體。因此，支護的根本作用則是進一步提高與維護鬆動圍岩的殘餘強度，將圍岩原有的承載能力極大化的發揮出來。軟岩巷道遵循的支護原理也是根據圍岩具有各不相同的屬性、各不相同的地壓來源，在低地壓活動基本規律予以分析的基礎上，使用現代化的信息設計手段，進一步使支護體係與施工過程可以與動態發展著的圍岩變形相適應，起到盡量控製圍岩變形，確保巷道穩定的根本作用。
（一）巷道位置的確定