开滦集团林南仓矿在矿井水平延深过程中,对软岩开拓巷道围岩变形规律进行研究,根据不同岩层、岩性,确立与其对应的支护方式,形成软岩巷道支护管理的“模块化”,从而能够方便快捷地选用恰当的支护方式,达到了巷道支护选型安全可靠、技术可行、经济合理的目的。
### 软岩巷道支护“模块化”管理的尝试和应用
#### 概述
开滦集团林南仓矿业分公司在矿井水平延伸的过程中，针对软岩巷道围岩变形规律进行了深入研究。根据不同的岩层和岩性特征，确立了相应的支护方式，实现了软岩巷道支护管理的“模块化”。这一做法使得在面对不同类型的软岩时，能够迅速选择最合适的支护方式，确保巷道支护的安全可靠、技术可行以及经济合理性。
#### 引言背景
开滦集团林南仓矿业分公司面临着典型的软岩问题，其软围岩主要由粗砾状砂岩构成，含有大量的泥质高岭土，遇水后容易软化膨胀，具有显著的流变特性。这些特点导致围岩强度较低，自身的承载能力较差，给支护工作带来了极大的挑战。据统计，矿井开拓巷道在三年内变形率可达90%以上，平均返修率高达120%。
为了应对这一挑战，该矿通过对不同岩层采用不同支护方式进行实验，并对比分析各种支护方式的效果和成本，初步建立了一个包含不同岩层和不同条件下巷道支护参数的数据库。在此基础上，以“模块化”的方式确定了不同岩层的最佳支护方案。
#### 巷道概况
按照该矿“十二五”发展规划，未来的几年里，主要的开拓工程将包括三水平延深工程，具体涉及-650轨道石门、回风石门，-650至-900皮带斜井、四风斜井等项目，总工程量约为20000米。根据地质资料，大约80%的巷道位于12S顶板至8S底板的典型软岩层中，而仅20%左右的巷道处于相对稳定的12S底板至14S顶板岩层中。
#### 支护选型实践
在软岩治理的研究过程中，研究人员根据巷道围岩的性质将其划分为强膨胀性软岩、中膨胀性软岩、弱膨胀性软岩及稳定固岩四种类型。同时，还探索了与这些不同类型围岩相匹配的软岩巷道支护方法。在传统的锚喷和锚注工艺的基础上，开发出了适用于该矿不同岩性的新型支护方式。
##### 锚网+架棚+喷浆联合支护
**支护技术要求**：在设计时，将原有巷道的净断面面积加大40%以上，即增加巷道的净宽1000-1200mm，净高增加600-800mm左右。施工时先以500-600mm的棚距架设金属拱形支架，随后在支架之间铺设金属网并打入锚杆，再利用特制卡缆将棚子固定在巷帮上，最后通过喷射混凝土将整个断面进行封闭。
**特点分析**：通过增加巷道断面尺寸并与金属拱形支架配合使用，可以提高巷道的可缩性。棚子底脚和两侧腮位置布置的锚杆与特制卡缆结合，每个点能产生15-20吨的锚固力，使得棚子与围岩能够整体受力，有效地提高了围岩的整体稳定性。喷射混凝土不仅可以封闭围岩，还能增加联合支护的整体性。当巷道出现变形或喷浆掉落时，通过简单的清理和重新喷浆即可满足生产的需要。这种支护方式适用于压力较大但变形较为缓慢的软岩巷道。
##### 锚网+架棚+背后喷射混凝土+底拱+注浆联合支护
**支护技术要求**：首先使用锚网进行临时支护，接着在临时支护下架设金属拱形支架，并在支架与围岩之间喷射200mm厚的混凝土。在棚子底脚布置四根两对锚杆。完成20米施工后，统一架设底梁，并喷射500-1000mm厚的混凝土对底板进行硬化封闭，最后安装注浆锚杆对顶板和底板进行注浆加固。
**特点分析**：此联合支护方式中的金属拱形支架与200mm厚混凝土相结合，解决了单纯使用支架时受力不均的问题，大大增强了整体抗压强度。底梁的设置实现了巷道全封闭支护，增强了底部及巷帮的支护强度。通过注浆泵将1.5-3.0MPa压力的水泥浆注入岩石裂隙中，能够提高岩石的整体性和稳定性，有效控制围岩变形。
通过上述两种支护方式的应用，林南仓矿在软岩巷道支护方面取得了显著成果，不仅降低了巷道的变形率，减少了返修次数，而且提高了巷道的使用寿命，确保了矿山开采的安全性和经济性。
