引言：××煤矿一水平-960m，井底车场及主要巷道埋深近千米，开拓巷道多为穿层巷道，布置在3煤层顶底板至8煤层底板，部分巷道开挖之初，在短短的1-2月之内出现300mm以上的底鼓量，两帮也明显收缩，帮顶炸皮开裂现象普遍。因此必须探索一条合适的围岩治理模式。[1]
1工程概况
井田总体上为一走向近南北，西倾的单斜构造，局部发育有小型褶曲或波状起伏，地层倾角6°～22°。矿井共有可采煤层7层，自上而下为3、53、6、7、81、82、11煤层。其中3、81、82煤层为主采煤层，主采煤层结构简单、较稳定，煤层倾角6～22°。3煤层位于上石盒子组下部，煤层厚度0.44～2.26m，平均1.18m，下距81煤253m。 81煤层厚度0.80～5.27m，平均3.12m，多为1～2层夹矸，属大部分可采的较稳定煤层。82煤层上距81煤平均3.02m，煤层厚度1.04～5.93m，平均2.76m，多为1层夹矸，在受岩浆岩影响区域煤层结构变的复杂化，为大部可采中厚煤层。
地应力竖直方向为20.39Mpa；东西方向的水平应力为25.46Mpa，约是竖直方向应力的1.24倍；南北方向的水平应力为18.22Mpa，是竖直方向的0.89倍左右。
2软岩巷道的变形特征
软岩巷道变形一般呈现蠕变变形三阶段的规律，并具有明显的时间效应。初期来压快，变形量大，施工过程中如不加以控制，很快会出现岩块冒落和巷道破坏。这时如果采用不适应软岩变形特点的刚性支架，支架很快就会被压坏。因此支护时必须根据这一特点，既要有控制，又允许软岩有一定变形。
软岩巷道围岩变形有明显的空间效应。其表现是：围岩在距工作面一倍宽以远的地方，就基本不受掘进工作面的影响；软岩巷道变形随矿井开采深度的增加而增大；在不同的应力作用下，软岩巷道变形具有明显的方向性。
软岩巷道多表现为巷道四周受压，且为非对称性，不仅顶板下沉量大、易冒落，同时也有可能产生强烈的底鼓现象，并常伴随有两帮剧烈位移，引发两帮破坏。尤其是黏土层，浸水崩解和泥化引起的底鼓更为严重。
软岩巷道自稳能力极差，围岩变形对应力扰动和环境变化非常敏感。表现为当软岩巷道受邻近开拓或巷道修复、水的侵蚀、爆破震动以及其他影响时，都会引起巷道围岩变形的急剧增长。巷道的自稳能力一般与岩性、断面形状有关。[2]
3 支护方案的选择的基本原则
3.1掌握详尽的地质资料
在矿井建设初期，即要深入细致地进行工程地质勘察，查清基本地质、地形情况和岩体的基本工程特征，特别是工程地质、水文地质条件、地质构造情况、应力场状态以及主要岩层的岩性条件，获得需要的各种资料，最终对有关问题做出评价，作为后期井巷工程布置、确定施工方案、编制施工措施的依据。
3.2合理的巷道布置
合理选择巷道位置是保证巷道处于稳定状态的关键措施之一。选择巷道位置时应重点考虑以下几个问题：
把巷道布置在强度大、遇水膨胀性小、地质构造和水文条件简单、岩性比较坚硬的岩层内。
主要巷道走向尽量与最大地应力方向平行而不要垂直，一般应绕避断层，尽量避免与断层、软弱夹层、节理方向平行或以小夹角相交，若实在不能绕避，则应尽量使巷道的轴向与走向成45°～65°夹角为宜。
避免巷道在空间上重叠、密集交叉，硐室群的施工应视所处区位的工程地质条件，考虑施工对巷道稳定性的影响，优选最佳施工工序。
选择合适的巷道间距，减少相互间开拓准备影响；并合理布置巷道，使主要巷道免受采动压力影响，回采工作状态对采区巷道的变形与破坏影响最大。
3.3合理的巷道断面形状
巷道断面形状，主要根据地压的大小和方向来选择。从矩形-直墙半圆拱—圆形断面，巷道抗压强度逐步增高。
3.4合理的掘进破岩方法
在软岩中掘进巷道，破岩方法的选择应以保持围岩的整体性、不破坏或少破坏巷道围岩为原则。如果条件允许，选择全断面机械破岩方式最好；如果选用爆破方式破岩，则应采用光面爆破技术，能够相对减少对围岩的破坏。
3.5合理的支护方案
软岩中，巷道一旦掘出，若不及时控制，围岩变形发展很快，甚至围岩深处也会产生不同程度的位移，继而可能出现围岩碎裂、流变甚至垮落。对于这种特殊的不良地层，支护应当以“强化围岩、整体承载、允许变形、适当让压、控制巷道断面”为原则，通过支护来抵制压力、释放压力，控制巷道的整体变形。支护结构应有“先柔后刚”的特性，应采用强度较大的支护结构，可通过二次支护进一步提高巷道的稳定性和安全性。[3]
3.6预防和治理底鼓
软岩巷道，特别时在具有膨胀性的岩层中掘进巷道，多数会发生底鼓。底鼓是造成巷道破坏的重要原因，在软岩中掘巷，若不治理底板就实施支护，其结果往往是底板先行严重鼓起，然后两帮失稳，最后顶板冒落，直至巷道全部破坏。
巷道所处位置岩层地应力增大，岩石强度低、结构松散，有矿井水侵蚀、受采动压力的影响以及巷道围岩暴露时间长等，都是造成巷道底鼓的原因。因此在治理过程中，首先要查清造成底鼓的原因，然后因地制宜，确定治理方案和措施，做到对症下药。
3.7加强底板水的治理
地下水的赋存与活动，既影响围岩的应力状态，又影响围岩的强度，进而影响巷道的稳定。水对软弱巷道围岩的稳定性影响较大，因此必须加强巷道施工与后期使用过程中水的综合防治工作。
3.8开展巷道施工质量监测
监测是软岩巷道施工的重要组成部分。由于巷道施工过程中每一个环节都存在不确定因素，因此巷道施工监测就显得越来越重要。施工监测的主要目的在于为巷道支护设计提供依据；监测巷道围岩状态，控制围岩变形；监测支护效果，确定二次支护时间等。
施工过程中应重点监测，围岩表面即深部的位移、顶板是否离层、巷道变形量、锚杆（索）的受力等。对收集的数据，应相互对照比较，综合分析，为支护方案的确定和支护参数的优化，以及修改设计参数和确定二次支护时间提供依据。[4]
4.围岩治理方案
根据软岩巷道治理原则和各巷道所处层位、矿压等，对巷道支护形式进行划分，分为以下几类：
①围岩及其稳定巷道；②围岩稳定巷道；③空交段施工；④石门揭、穿煤段巷道；⑤围岩破碎、过断层段巷道；⑥煤巷。
根据不断摸索，生产及地质实际，固化了以锚网主动支护为主，采用二次支护补强，并注浆加固的支护模式，取得了较好的支护效果。下面就不同类型巷道的支护选择进行简要说明。
1）围岩极其稳定巷道：锚网索喷（可视情况增加浅孔注浆）。
2）围岩稳定巷道：锚网索喷+浅孔注浆+锚带网喷二次支护
此种支护方式为矿井开拓巷道及准备巷道基本支护形式，根据岩性不同进行微调。
3）过空交施工：空交岩柱具备锚注条件的，采用锚网索喷+浅孔注浆+锚带网喷二次支护；空交岩柱较小时，采用锚网索喷+U型棚+锁梁+锁腿+浅孔注浆。
4)石门揭、穿煤施工：厚煤层，采用锚网索喷+U型棚+浅孔注浆+锁梁、腿；(薄煤层，锚网索喷+浅孔注浆+锚带网喷（锚索根据煤层位置，合理选用不同长度）。
5)围岩破碎、过断层带：锚网能有效支护：采用锚网索喷+浅孔注浆+锚带网喷二次支护；锚网不能有效支护：采用锚网索喷+U型棚+锁梁+锁腿+浅孔注浆。
为确保巷道二次支护质量，一般滞后一次支护20天-30天，综合考虑各类因素，安排二次支护队伍。
巷道维护：牢固树立“逢修必锚、逢修必注”的理念。一般巷道维护采用锚网喷+注浆。
6)煤巷施工：
××工作面为综放工作面，巷道跟82煤顶板、破底板施工，工作面两巷采用“锚+架+锚”即“U型钢棚+锚杆+锚索梁”复合支护形式，36U型钢三心拱形支架，每架三节，棚距700mm。
顶板采用Φ22×2600mm高强锚杆加固，锚杆布置在棚档中间，“424”方式布置。4根锚杆时分中0.4m、1.2m各布置2根锚杆；2根锚杆时分中0.4m布置；排距0.7m。
帮部采用Φ22×2800mm高强锚杆加固，锚杆在两侧梁头以下0.3m、1.8m位置各施工2根锚杆，锚杆间距1.5m（斜距）、排距0.7m。
顶锚索型号YMS21.8/7300—10300mm（根据顶板岩性情况，确保锚索生根在稳定岩层中不小于2m），锚索梁规格为36U型钢；锚索梁沿巷分中左右各一排，共布置2道（形成“222”布置），每根索梁加固两棚棚梁。
锁腿梁沿巷道走向方向成“品”字形布置，分别在距底板0.6m、1.5m位置的两帮棚腿各布置两道锁腿梁，梁规格为36U型钢，锚杆排距0.7m，锚杆规格为Φ22×2800mm。
5总结
经过研究探索的软岩围岩治理模式，即坚持“主动支护为主、合理二次补强”的模式，对软岩巷道围岩治理有着很强的实用性，能够满足井下一般软岩巷道的支护，降低巷道的变形量，保障巷道的使用年限。
[1]钱鸣高，石平五.矿山压力及岩层控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，2003.
[2]高延法，曲祖俊，牛学良，等.深井软岩巷道围岩流变与应力场演变规律[J].煤炭学报，2007，32（12）：1244-1252.
[3]陆士良，汤雷，杨新安.锚杆锚固力与锚固技术[M].北京：煤炭工业出版社，1998.
[4]倪建明，黄超.淮北矿区深井高地压大变形量软岩巷道的支护实践[J].能源技术与管理，2008（4）：21-23.
