田章武1 苏富彬1 秦凤姣2 鲍宇3
1 百色学院 广西 百色 533000
2 广西正源工程咨询有限公司 广西 梧州 543000
3 徐州市建设工程检测中心有限公司 江苏 徐州 221000
摘要:随着改革开放以来，中国经济迅速发展，人民生活水平显著提高，能源采集和矿山挖掘逐渐转向深部，相对于浅处挖掘，深处采掘地应力增大，变量大，会出现许多影响采掘任务的问题出现，当下科技已经不能满足人们生产要求。针对以上问题进行深部巷道围岩综合控制技术研究，从确立围岩支护方案，原因分析，围岩控制技术路线等方面的研究，为今后的采掘工作提供意见和建议，争取提高巷道围岩控制的质量水平。
关键词:深部巷道；围岩；综合控制
本文对东矿采区进行分析，采区深度大，采掘难度高，并且受到回采工作面动压影响，针对此开展研究调查。
1工程现状
采区从设计断面高度、巷道模式、断层构造和曲界划分进行分析。轨道巷设计断面高度3.5米，宽4.5米，且断面形状为半圆形，使用锚网支护，确保可以顺利工作。此巷道从2008年开始施工采掘，行进方向大致沿层倾向掘进并由底板进入岩层，并且此岩层厚度在四米五左右岩层倾角极小，不影响正常工作。除此之外，采区断层结构复杂扩展迅速，给施工带来很大麻烦。受采回工作面动压影响，采区在以界限来判定时，工作面大致以断层来划分。且采区轨道巷局部是断层应力分布集中的区域，巷道的顶板比较破碎、两侧喷体已经开裂、底部鼓起变形，且现场具有不同程度的锚杆、锚索等断裂，顶板出现下沉现象。巷道经过了从变形→整修→变形→整修→变形的反复整修的过程。
2巷道变形破坏原因分析
不同的采掘位置和高度会有不同的采掘效率且对巷道周围岩石的应力分布不相同，而这些因素对采掘效率影响很大。在深度较大的地方，结构复杂、采掘难度大而且受地质结构的影响很大，在组织工作时很难开展任务，除此之外由于停采线的位置不同也会造成在不同的高度破坏程度不同。停采线的距离也是变化的，从40m到60m和80m过程在增加，巷道中围岩的垂直应力集中区峰值从35.1MPa，降低到29.6MPa、26.8MPa：顶板水平应力峰值由28.8MPa，降低到27.3MPa、27.1MPa；底板水平应力峰值由24.0MPa，降低到22.3MPa、22.1MPa。而且随停采线的距离的不断增加，它的水平应力增高区对采区轨道巷的影响范围也在逐步的缩小。当停采线的距离由40m变到60m的时候，巷道顶板的下沉量是减小了39mm，同时底鼓量是降低了66mm，而右帮变形量是减小了60mm，同时左帮变形量是减小了52mm。在停采线距离变到80m时，该巷道顶板的下沉量是减小了24mm，同时底鼓量是降低了21mm，而右帮变形量是减小了25mm，同时左帮变形量是减小了15mm。通过分析数值模拟结果以及类比工程实际，确定停采线与采区轨道巷的最近距离不得小于60m。根据以上这些数据分析和研究，可以得出通过增大停采线距离，可以改变巷道围岩垂直应力，水平应力也不会十分集中，对围岩周围环境压力较小，可以减小工作面对巷道动压的影响。
3围岩控制技术路线
（1）提升围岩强度
支护在提升围岩强度中具有十分重要的作用，我们可以通过提高矿山中锚杆和锚索的强度来提高围岩的支护强度，提高了支护的强度同时也会促进矿山强度逐步的增加，在一定的温度和压强下，围岩形变量和支护阻力是反向关系。
（2）注浆加固
围岩稳定性是提高控制围岩的方式之一，针对如何提高已经有所破损的围岩的稳定性，通过几个不同的方向进行研究可以得出结论，可以通过改变围岩的裂缝，加固其中锚杆的强度和粘度，同时这样的方法也避免了围岩再次发生裂缝，避免风化现象。在采掘中通常采用高水速凝材料、水泥类、化学类等进行注浆，这是提高围岩稳定性和围岩强度的方法。
（3）增强关键部位
近几年在围岩控制路线的设计上出现过许多尝试，目前较为流行的做法是在两帮支护强度小、顶板支护强度高、地板不支护的情况下，使围岩支护不能完整的形成，在决定性位置存在缺失。为解决该问题，可以采取增强关键部位，比如两帮和底角，增加两帮和底角围岩的残余强度和提高锚杆的锚固力，以此来防止围岩变形破碎。
4支护方案
根据所采用的地质情况和巷道围岩形变程度来制定出合适科学可行的围岩支护方案，我们可以通过设计断面，对锚杆锚索进行主动地强力支护，然后结合围岩压力影响因素，给出顶帮以及地板注浆加固围岩。
4.1巷道支护参数
巷道卧底、挑顶和刷帮后对巷道裸露顶帮进行锚梁网加锚索支护，对顶、帮的锚杆都是采取直径22和长度2200mm的高强度钢锚杆和单钢带梁，对锚杆间的排距分别采用0.8和1.6m。在每两排锚杆之间施工一排点锚索配合双钢带梁，锚索间排距分别采用1和1.6m，钢带梁垂直于巷道布置，在钢带梁之间连锁进行牢固。在顶锚索采取直径22和长度10000mm的钢绞线，在帮锚索采取直径22和长度6000mm的钢绞线，而顶帮锚索预紧力不低于120kN。
4.2巷道注浆加固
支护对于注浆加固的过程能否成功是十分重要的，因为在支护之后可以对巷道顶帮及时进行注浆加固，避免了时间的浪费，同时在注浆加固后可以紧接着对深浅孔进行水泥注浆加固环节，确保巷道加固顺利完成。在注浆时因注意方式方法，应该采取注浆的间隔注入方法，我们这么做目的是防止串浆跑浆问题的发生。
4.3“四高”锚杆支护技术
这个技术的核心部分是高预应力。①高预应力。我们要增加锚杆对于巷道的初始撑力，减少锚固范围内的顶板离层，使巷道在表面形成梁结构，让巷道承受的垂直方向应力分散到周边区域，维持巷道的稳定。②高刚度。增加围岩组件的强度，提高了护圈的抗变形的能力，改变了保护表材料的工作负荷，控制了巷道围岩变形。③高强度。提高锚杆的强度有利地控制围岩变形较大。④高锚固点。主要通过锚杆的设计长度实现，确保有足够的锚固深度，调动深部的岩层，形成足够厚度的承载结构，抵御围岩的变形膨胀，有效控制深部巷道的围岩变形。
4.4锚架联合加固技术
现在在采掘工程中常采用全断面锚杆-锚索支护的U型钢棚支护技术，这项技术的使用有其特定条件和特定情况。在巷道受压力而发生形变的时候，应该应用此技术，使钢棚产生纵向的应力，控制巷道形变的蔓延，达到保持巷道结构稳定的目的。不仅如此，还能有效防止围岩的突然垮落，避免安全事故的发生。该技术也适用于渗水或淋水的状况，但是材料消耗大、施工复杂、修复速度慢。
4.5底板卸压支护技术
一般卸压的方法有:①把巷道合理布置于应力降低区;②在需要保护的巷道周围开挖专门的卸压巷道;③在巷道围岩切缝、松动放炮、钻孔及开槽;④采用反底拱支护，加强巷道底部支护，增加支护密度及支护强度。本文仅分析卸压槽控制法，在巷道底部或者帮部开挖一些卸压槽，在巷道底板承受的载荷有变化时，底板所有应力会向深部转移，避免了巷道围岩浅部的破坏和变形，调动了巷道深部的承载力，增强了巷道整体的承载能力。卸压槽形状、宽度、深度、方向以及开巷与卸压槽的间隔时间决定了卸压能力
5观测矿压
施工中我们需要设置一些测站，对于围岩表面的位移和深部位移，对锚杆载荷、受力和拉拔力进行必要的观测，同时分析巷道围岩变形。根据围岩变形的情形，分析影响围岩变形的因素，同时根据矿压监测数据修改初始设计，及时修正支护参数并制定相应的巷道补强加固方案，使其逐步趋于合理，保证巷道围岩变形在可控范围。
6结语
巷道围岩的综合控制是一项十分复杂的工程，需要分析受力工作面和围岩应力的影响，增大工作面的停采线距巷道的距离是可以降低巷道围岩的垂直应力、在采掘过程中不会使巷道形变程度过大，提高了工作效率。关于支护方式采用锚网加锚索的方式来注浆加固，很大程度上控制了巷道的变形，延长了巷道的使用寿命。
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