摘要：针对软岩巷道围岩稳定控制问题，本次研究以公司下属观文煤矿为例，首先对软岩巷道的基本特点以及围岩物理成分测试结果进行分析，在此基础上，对软岩巷道围岩稳定控制技术进行全面研究，为保障煤矿的安全生产作业奠定基础。研究表明：受到长期矿压的影响，软岩巷道会出现一定的变形，其拱顶位置处的下沉和两帮凸出现象较为严重，通过进行全面的力学测试发现，巷道围岩的岩样强度相对较低，为了保障其稳定性，需要引入刚柔耦合动态加固技术，应用该种技术可以对围岩的力学性能进行完善，保障围岩的完整性，同时，还可以有效提高围岩的承载力，进而使其稳定性得到全面提升。

关键词：软岩巷道;围岩控制;物理成分测试;稳定控制;刚柔耦合动态加固技术

前言

目前，我国正在开发的煤矿数量相对较多，通过统计分析发现，我国煤矿巷道类型中30%左右属于软岩巷道，该种类型巷道的返修率相对较高，说明在使用一段时间以后，该种类型巷道的稳定性会出现变化，为了保障其安全性，需要采取合理的措施提高其稳定性[1]。目前，国内外众多学者提出了软岩巷道围岩的稳定性措施，但是，由于该种类型巷道所处的环境相对较为复杂，因此大量技术的应用效果并不佳。针对此问题，本次研究将以观文煤矿为例，在对其进行特点分析以及物理成分分析的基础上，提出一种稳定控制措施，为保障煤矿的安全生产作业奠定基础。

1 软岩巷道特点及围岩物理成分测试

（1）特点分析

对于观文煤矿而言，其巷道长期受到矿压的影响，经过现场的测试以及观察后发现，其主要具有三大特点：①受到矿压的影响，围岩已经出现了变形问题，部分位置处的围岩破坏严重，呈现出了拱顶下沉和两帮凸出的基本特点;②在煤矿巷道内，围岩的变形速度相对较快，且这种变形的持续时间相对较长，在进行巷道掘进的过程中，变形速度相对较慢位置处的变形量为5-10mm/d，变形速度相对较快位置处的变形量为50-100mm/d，这种变形问题可以持续3个月左右，总的变形量维持在300-1000mm之间;③在巷道变形较为严重的前提下，支持结构会产生严重的破坏问题，锚杆锚索可能被拉断，虽然在进行修复作业以后，围岩的变形问题可以得到有效的放缓，但是维持的时间相对较短。

（2）物理成分测试

针对矿井围岩的稳定性问题，现场采集了三块样品，使用X射线衍射仪对其进行了成分测试，通过进行全面的测试发现，对于1号样品和3号样品而言，其成分基本接近，主要以高岭石和伊利石为主，同时，还含有少量的白云石，对于2号样品而言，其成分主要以高岭石为主，同时含有少量的方解石。为了对岩石的力学性质进行了解，进行了全面的室内试验，通过实验发现，对于围岩中的泥岩而言，其抗压强度维持在12.6MPa左右，其最大的数值达到了21.1MPa，最小数值为7.60MPa，对于围岩中的砂岩而言，其抗压强度维持在16.06MPa左右，其最大的数值大于20MPa，最小数值小于10MPa，由此可见，该矿围岩的强度相对较低，在所有的软岩巷道中，其岩石的强度处于相对较低的水平。通过对岩石进行观察可以发现，在泥岩与砂岩之间存在泥质胶结，在泥岩受到破坏的前提下，裂缝的发展速度相对较快，且在受到破坏以后，将会呈现出片状形式，属于较为典型的团状无层理的基本结构，对于砂岩而言，受到破坏的过程中，裂缝的发育相对较好，岩石将会破碎成小块，且呈现出不规则的结构。通过以上综合分析可以发现，对于该矿而言，软岩巷道的成岩时间相对较近，胶结性相对较差，受到环境的影响以后，岩石的反应相对较为剧烈。

2 软岩巷道围岩稳定控制技术研究

通过对该矿的矿压以及岩石的基本性质的全面分析可以发现，该巷道内围岩失稳的基本原理为：在进行巷道开挖特别是采用炮掘施工的过程中，由于其应力的分布并不均匀且受到炮震影响，因此，岩石将会出现松动圈，这就导致围岩的初次失稳，在失稳问题出现以后，围岩内岩石的强度以及粘结力都会出现一定的改变，其强度严重衰弱。如果巷道内的支撑结构不合理，受到岩石强度变化的影响，各种类型力学参数都会发生改变，力学参数的改变又会反作用于岩石的强度，进而使得巷道内松动范围扩大，这样会产生一种恶性的循环，因此，围岩失稳问题的持续时间相对较长[2]。在围岩失稳问题持续一定的时间以后，巷道的变形量将会增加，受到软岩自身性质的影响，巷道内将会出现完全失稳现象[3]。该种失稳问题出现的机理，应引入刚柔耦合动态加固的技术，该种技术的基本原理为：在巷道形成的初期阶段，使用金属网以及锚索等部件，在巷道内形成支护结构，进而使得围岩的力学性能可以得到一定程度的完善，最大程度的保障围岩的完整性，同时，还可以使得围岩自身的承载力得到一定程度的发挥;在中期阶段，预留一定量的变形量，允许围岩出现少量的变形，使得围岩的高应力位置处可以逐渐向深部位置处转移，这种措施可以称为让压，避免大量的压力集中在局部位置处，防止围岩出现严重的变形;在后期阶段，由于围岩的变形具有一定的时效性特征，如果只是采用让压措施，在后期阶段也会导致围岩破碎，此时围岩自身的承载力将会完全丧失，因此，在后期阶段，需要引入高强度的钢筋混凝土材料，在围岩内形成壳体结构，最终提供一种高阻力设施，以此阻止围岩继续变形，使用该种类型的技术，可以使得围岩长期处于稳定状态。在引入刚柔耦合动态加固技术的过程中，首先需要對巷道内的断面进行扩刷处理，处理以后张挂金属网以及锚杆、锚索，并喷射混凝土砂浆封面，此时就可以完成初期阶段的工作，在中期，在对反底拱进行开挖处理以后，对底板安设锚杆和格栅拱网，安装完成以后敷设混凝土，在后期阶段，首先对拱顶和两侧的格栅拱架进行安装，然后使用混凝土进行浇筑，最终使得围岩可以长期处于稳定的状态。通过在观文煤矿进行现场局部试验发现，该种类型技术可以有效防止围岩出现严重变形问题。

3 结论

对于软岩巷道而言，受到自身性质的影响，在经过长期矿压作用以后，其围岩将会出现严重的变形问题，且这种问题的持续时间相对较长，破坏较为严重，会对煤矿的安全生产作业产生重要影响，通过分析发现，刚柔耦合动态加固技术可以从巷道开发的前中后期三个阶段出发，分别采取不同类型的措施，进而保障围岩的稳定性。

参考文献

[1]宗义江，韩立军，张后全，等.深井上下覆开采软岩巷道围岩稳定机理与控制技术研究[J].煤矿安全，40（03）：12-15.

[2]孙文亮，吕卫东.高地应力软岩巷道围岩稳定性控制研究[J].煤炭科技，2009（02）：3-5.

[3]杨军，于世波，陶志刚，等.第三系软岩巷道变形破坏特性及耦合控制对策研究[J].采矿与安全工程学报，2014（03）：373-378+384.

作者简介：易成彬（1966-），男，四川新都人，采矿工程师，主要从事采矿技术管理工作。