陶 伟

（山西汾西矿业（集团）有限责任公司，山西 介休 032000）

三软煤层巷道支护一直是困扰煤矿安全生产的难题。软岩是非均质、非连续岩体，具有强度低、破裂不完整和易变形失稳的特性，造成巷道围岩变形大、支护损坏严重，致使工程成本高、工程进展缓慢[1-2]。以山西高阳煤矿3 号煤层运输大巷为工程背景，对三软煤层巷道支护技术进行研究。

1 工程地质条件

高阳煤矿3 号煤层结构简单，平均厚度6.5 m，平均倾角4°，抗压强度最大为21.2 MPa，最小为3.0 MPa，均值9.3 MPa。煤层顶底板为泥岩、砂质泥岩、砂岩，抗压强度均小于15 MPa，属极软岩。煤层顶底板岩性见表1。

表1 3 号煤层煤顶底板岩性表

2 三软巷道围岩变形破坏特征

（1）成巷初期来压快、变形量大，成巷后期巷道变形具有明显的蠕变特征[3-6]，巷道自稳能力差，采用单一的支护方式很难控制围岩的变形。

（2）巷道多承受非对称性环向压力，使得巷道顶板易冒落、底板易鼓起，尤其是巷道底鼓难以控制，进而造成巷道的两帮内挤、顶板冒落，最终使得巷道整体失稳。

（3）随着采深的增大，巷道围岩压力增大，巷道支护难度也随之增大，且巷道的变形具有明显的方向性。

（4）底板裂隙水会造成巷道底板泥岩遇水泥化、膨胀、强度降低，造成巷道底鼓[7-8]。

3 工字钢棚式支护设计

3.1 三软煤层巷道支护设计原则

（1）联合支护。针对成巷初期围岩来压快、形变量大，后期蠕变形变的特点，必须采用联合支护，才能有效控制巷道变形。

（2）二次支护。成巷初期首次支护关键是柔性让压，巷道一次支护采用“工字钢棚+挂网+一次喷浆”，可适应成巷初期巷道来压快、形变速度大的特点，尚未浇筑的巷道底板也可释放一定的变形能量。……