软岩巷道掘进施工及顶板支护技术研究

软岩巷道掘进施工及顶板支护技术研究

摘要：我国资源储量丰富，但整体赋存不均，煤炭资源作为我国重要的化石能源，其在我国储量较多。据统计我国煤炭资源的消耗在一次能源占比中超过7成，同时由于国际形势的影响，在我国未来很长一段时间，煤炭资源仍是开采重点，其在我国国民生产生活中的作用不可替代。在煤炭资源开采过程中，由于浅部煤层逐步开采完毕，此时开采重点不得不向中深部转移，这就使得巷道变形量加大，巷道围岩支护困难，所以基于以上问题，煤矿常常通过增加支护密度来实现控制巷道稳定的目的，采取此方法虽然能够取得一定效果，但增大支护密度会造成支护成本增加，同时采掘接替紧张也成了不可回避的问题，所以合理地支护不仅能够在最小支护成本基础上保障安全，同时也可以解决煤矿采掘接替紧张的问题。基于此，本篇文章对软岩巷道掘进施工及顶板支护技术进行研究，以供参考。

关键词：软岩巷道；掘进施工；顶板支护技术；应用分析

引言

煤炭是中国重要的矿产资源，煤矿资源主要储藏在地下，需要开掘矿井进行开采。在煤矿开采过程中存在大量的巷道，为了保证巷道的稳定性，需要对巷道进行良好的支撑，保证巷道的安全，以便于煤矿开采顺利进行。巷道的开采深度越深，相应的安全问题越应当引起重视。对于地质条件复杂的地区，岩土的开采和巷道的稳定性越需要重点应对。在煤矿巷道的维护和煤矿开采过程中，从最初的木支护、砌碹支护、型钢支护到锚杆支护，这些支护形式的选择和使用对煤矿业的安全生产起到重要作用，对于煤矿生产十分重要。

1软岩巷道掘进压力的特点分析

软岩地层一般处于煤矿的坡地部位，在顶板环节的作业中一般都会带来较大的难度，为此，想要提升软岩顶板支护效果，必须合理地选择支护结构，结合矿井区域的差异性，检查支护结构和试验墙抬梁以及锚网等支护方式，同时结合其

适用范围，利用锚固联合支护方式，能够保障巷道结构的稳定性。而煤软岩巷道变形的特点往往表现为以下几点：1）煤矿软岩巷道表现一般表现出蠕变规律，同时也具有典型的时间效应，软岩巷道在初期阶段表现出变形量较大和来压快等特征，所以，软岩巷道必须得到良好的支护结构进行支撑，保证支护结构具备良好的弹性特征，避免出现围岩变形而影响支护效果。2）软岩巷道的围岩表现也能够表现出显著的空间特征，当围岩巷道出现变形时，一般空间效应表现为以下两个层面：其一，软岩巷道的围岩出现变相以及稳定状态都会受到巷道深度的影响，同时巷道深度对坚硬的岩层变相以及稳定状态并不会产生较大影响；其二，地应力对软岩巷道产生较大的形变影响，导致巷道呈现出方向性变形特征。3）软岩巷道的顶板一般都表现出沉降量较大的现象，从而在底板位置隆起，容易引发两侧破坏的现象。在软岩巷道掘进中，顶板很容易造成较大的下沉，底板也发生起鼓现象，而且造成两帮破坏严重，顶板出现大面积冒落现象。

2巷道掘进的支护形式

2.1矿用支护型钢

矿用支护型钢有着明显的支护效果，目前在煤矿井下巷道掘进中用于支护，已经成为了一种关键的基础形式，矿用支护型钢在圆拱形巷道中适用性较强，发挥了有力的支护功能。在采煤作业掘进井下巷道的生产环节，营造了安全作业的环境，打造了理想的生产空间，尤其是井下环境的多变性强，复杂程度高，面临着一定的作业风险，利用支护型钢的形式，可以有效地改进此类风险问题，加强对生产中安全风险问题的防范和治理。利用支护型钢的抗拉能力、抗压能力，应对不同的荷载，包括纵向荷载、横向荷载，保证基层顶的整体性和安全性，打造安全的作业环境。在煤矿井下生产作业的环节，要对抗弯截面模量的准确性、合理加强把握，从而将支护型钢段面积和参数中存在的不利因素消除，增强支护结构的承载能力。在几何形状的设计规划方面，要以提高支护型钢的结构伸缩性为目的，合理使用几何形状，把控触面面积，提高支护型钢的受力效果。

2.2可伸缩性支架

可伸缩性支架支护的形式在井下作业中是常用的方法，因为可伸缩性支架具

有灵活性的特征，结构灵活，可以实现双向收缩，因此在煤矿井下巷道的施工中，受到了施工人员的普遍青睐。这也侧面证明了可伸缩性支架的应用优势，在使用

可伸缩性支架的支护形式时，要满足巷道断面面积的一定要求，确保支护稳定性，提高作业质量作业效果，保证生产活动的安全性和生产效率。可伸缩性支架的承

压能力较强，与矿用支护型钢和锚杆支护的形式相比，体现出了显著的承压优势，但是在具体的施工建设中，使用可伸缩性支架进行支护，会存在架设难度高的困境，因此该技术应用需要进一步的优化施工方案，突破施工困境，发挥出该支护

形式的优势。

3软岩巷道顶板支护技术分析

3.1喷锚支护

软岩巷掘进生产中，光面爆破、锚喷支护的应用也越来越多。但是，针对围

岩的性质不同，支护的形式也有差异。对此，基本上有锚喷、锚网喷、锚网喷加

浅孔注浆、锚网喷+浅孔注浆+二次支护+深孔注浆等多种支护形式。不论哪种形

式的支护，随着巷道的不断向前延伸，压力也会随之不断增大。已施工巷道会因

压力显现而出现浆体开裂、巷道变形等现象，为避免安全事故的发生就必须对这

些巷道进行修复、补强、加固，极大的增加了矿井运营成本。除了不可避免的矿

山压力影响外，锚喷支护施工质量也是影响巷道支护质量的重要原因之一。为了

提高巷道掘进的支护质量，就要严格按照锚喷技术工艺和标准施工，并积极对锚

喷支护技术工艺进行改进，力求其能更适应深部巷道矿山压力大、围岩岩性多变

的要求，进而保障巷道的安全性并延长使用寿命。

3.2有关棚式支护的方法

棚式支护方式也就是矿用支护型钢方式，它有很多不同的应用形状，因为软

岩的井下环境不好，因此在使用棚式支护巷道时，还要充分把握其有较好的延展

性和抗压能力。同时，这种支架常常要承受各个方向的压力，因此它还应该要有

良好的荷载能力。

3.3钢格栅支护技术

钢格栅支护技术在软岩掘进巷道支护中也是一种常见的支护方式，这种支护技术的优点就是钢格栅加工起来较为简单，不需要大型的设备，质量轻易安装，造价成本较低。它的抗弯型和抗扭性较好，适用于巷道施工的特性。由于钢格栅也具备一定的柔软性，可以适应表面凹凸不平的巷道，正因为他这种特性，在巷道内部发生变化时，它可以与巷道顶板很好的贴合在一起，进一步起到支护的作用。在实际的应用中，钢格栅支护技术能够取得较好的支护效果，能够有效保护整体的可靠和稳定性，具有较高的安全性和效率。但这种支护技术也有一定的缺点，比如钢格栅整体的承载力不是太高，对于一些顶板承载力较大的巷道不宜使用，因此进一步优化这项支护技术也迫在眉睫。

结束语

随着我国煤矿软岩巷道掘进施工和顶板支护的要求不断提升，为了保障软岩巷道支护结构的稳定性，必须结合软岩巷道掘进支护施工的特征进行分析，明确巷道顶板支护施工的要点，选择适合的支护方式，以此来提高软岩巷道掘进和支护施工质量，保障巷道内作业安全，提高井下煤矿开采作业质量。

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