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探析軟巖中掘進支護的應用
摘要：通過對聯合支護治理軟巖巷道進行了闡述，敘述了聯合支護法適用條件、支護方式、方法。并對實驗結果進行了分析得出，軟巖巷道完全可以采用聯合支護法進行支護。
關鍵詞：軟巖巷道 支護 應用
0 引言
雙陽礦井田面積30.15km2，可采儲量1.3億噸，礦井設計能力150萬噸，服務70年。
礦井采用斜井多水平開拓，二水平于2002年7月1日開工，2007年11月1日移交投產，礦井移交時，有一個采區一個綜采工作面，2009年生產原煤67萬噸。
雙陽礦井田煤質牌號為長焰煤，自然發火期為3~6個月，最短82天，地表標高 108m，煤層賦存深度為 30~-600m，煤層厚度0.8~3.2m，煤層頂板為油母頁巖，破碎易落，自身無承載能力，厚度為20~50m；煤層底板為泥巖、粉砂巖，膠結程度較差，遇水膨脹泥化，厚度10~50m。
1 巷道失修情況
二水平移交時巷道總長度為15763m，主要運輸、回風巷道大部分為錨噴支護和少量的料石碹支護，回采巷道為每米兩架25#U型鋼拱架支護，移交時統計礦井一般失修率45％，嚴重失修率為27％。巷道的大量失修給礦井生產帶來了諸多問題。
1.1 主要運輸、回風巷道失修降低了掘進單進，嚴重影響了礦井的正常接續工作。礦井設計時將主要運輸、回風巷道布置在距煤底板30m深的砂巖中，錨桿噴混凝土支護7471m，料石碹支護2077m。從移交到2009年上半年料石碹支護基本全部失修，進行翻修。錨噴巷道大部分已多次拉底，斷面縮小，噴層脫落，失修嚴重。不能滿足礦井運輸、通風需要，迫使掘進隊停止掘進，進行巷道翻修工作。2007年初到2008年上半年共翻修巷道4937m，耗資960多萬元，2008年掘進平均單進不到30m/月。礦井總計移交三個生產工作面，實際移交兩個，2008年實際工作面生產數為1.5個/a，2009年預計工作面生產數1.8個/a。
1.2 回采巷道的失修使煤壁頻繁發火，降低單產。礦井移交時回采巷道總長度為3581m，采用25#U型鋼拱架支護，掘進時支架間距為每米兩架，凈斷面10m2。到礦井移交時巷道凈斷面一般為6m2，最小4m2，大部分支架變形折斷，失修率高達90％以上，使工作面安裝后不能正常生產。2008年11月投產到2009年3月初，僅生產原煤3.05萬噸，工作面平均月產3816噸。影響開采的因素有以下幾個方面。
第一，巷道修復影響開采。由于回采兩巷道失修嚴重，個別地段巷道斷面比設計施工斷面縮小60％，不能滿足工作面運輸、通風及行人等要求。礦組織一個綜采隊、兩個掘進隊和三個維修隊共計620多人分別對移交的兩個工作面4條順槽進行翻修。大量的翻修工作不但從環節上影響了綜采生產，而且在安全上存在著重大的隱患。煤層頂板的油母頁巖極不穩定，十分破碎，每次翻棚都出現冒頂，一般頂板冒落高度2~4m，最大高度15m。這樣，要消耗大量的材料來維護巷道頂板，對綜采生產影響很大。
第二，超前替換支架影響開采。綜采工作面回采時，在距工作面20m以內，兩巷要用木支架替換金屬支架。由于巷道失修或經過多次翻修，致使巷道頂板大面積活動，再加之回采超前壓力作用，在超前替換支架范圍內壓力增大，造成頂板嚴重冒落，有時最大冒頂高度達20m。每次冒頂都造成綜采運輸終斷，通風和行人受阻，嚴重的影響正常開采。
2 聯合支護
2.1 巷道破壞特征 根據雙陽礦回采巷道易發火，掘進后難以維護的實際情況，進行重點攻關。
在施工三采區12層運輸順槽時我們進行了現場觀測工作。該工作面采29#U型鋼可縮性支架，掘進凈斷面10m2，支架間距每米兩架。巷道開掘24h后觀察，支架幫頂受力，48h后每晝夜底鼓50~70mm，兩幫以每晝夜30~50mm速度收斂，拱架開始變形，斷面縮小，煤壁溫度增高。支架破壞的特點是支架先由超挖小的地方受力，然后超挖大的地方開始變形。25天后，巷道底鼓、變形緩慢，但是，如遇拉底和外來水的影響，巷道底鼓速度加大，支架變形嚴重，以至折斷。隨著巷道拉底次數和厚度增加，巷道底鼓及支架變形破壞程度隨之加大。
2.2 圍巖(煤壁)特點 雙陽井田含煤地層(煤層頂底板)巖石膠結程度較差，圍巖(煤壁)遇水、受振動迅速膨脹變形，流動性大，所以該礦屬軟巖礦井。從巷道支架變形可以看出，巷道開掘后原始應力受到破壞，圍巖(煤壁)遇風、受振動產生膨脹力，即巷道壓力。巷道壓力受支護阻后向巷道底板無支護處傳導流動，造成底鼓。由此看出軟巖有很強的流動性。當巷道底鼓變形到一定程度時，圍巖產生新的應力平衡，巷道呈暫時穩定狀態。但隨著巷道遇風、遇水、溫度變化和拉底等，圍巖(煤壁)繼續向深部風化膨脹，流變活動加快，這時對巷道支護會施加更大的壓力，致使支護破壞。
2.3 聯合支護 針對圍巖的特點，我們進行了多方面的研究和論證，最后確定用噴射混凝土的方法來封閉圍巖(煤壁)，以阻止其風化膨脹，提高支護強度。在施工三采區12層回風順槽時，我們選擇了斷面相同的兩種支護形式進行試驗。
第一種：U型鋼可縮性支架加金屬網、噴混凝土支護，支架間距為每米兩架。掘進作業方式為兩掘一噴，混凝土噴射厚度80~120mm。
第二種：竹錨桿掛金屬網噴混凝土支護。掘進作業方式為兩掘一噴。竹錨桿長度為16
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