摘要：软岩巷道围岩强度低，结构松软，易吸水膨胀，因而巷道围岩变形大，易发生底鼓，软岩巷道的支护一直被视为困扰煤矿生产的一大难题，因而对深部软岩巷道的支护技术研究具有重要的理论及实际意义。
关键词：软岩巷道；支护设计；理论
软岩是地质岩体的中的一部分，是特定环境下的具有显著塑性变形的复杂岩石力学介质。按照软岩的自然特性和工程力学作用下的变形机理，软岩可分为以下几类：即节理化软岩、高应力软岩、膨胀性软岩和复合型软岩。相比于硬岩，软岩具有更强的可塑性、膨胀性、崩解性、流变性和易扰动性特征，软岩不仅质地松软、强度低，而且易于受到风、水、开采扰动等因素的影响而发生软化、膨胀、裂隙和变形，物理特性不稳定。软岩的以上特性给软岩巷道的掘进和支护带来了很大的困难，特别是在大采深、高地应力的作用下，巷道围岩易产生失稳变形，掘进期间易出现冒顶和片帮。
1 软岩巷道的围岩变形和压力特征分析
软岩的力学性质对围岩稳定性有重要影响，根据许多井下观测，可归纳出软岩巷道的围岩变形有以下特征：
1.1 围岩变形有明显的时间效应
表现为初始变形速度很快，变形趋向稳定后仍以较大速度产生流变，且持续时间很长，有的达数年之久。如不采取有效的支护措施，则由于围岩变形急剧加大，势必导致巷道失稳破坏。这种变形特征明显地表现出蠕变的三个变形阶段，即减速蠕变、定常蠕变和加速蠕变。
1.2 围岩变形有明显的空间效应
其一表现为围岩与掘进工作面的相对位置对其力学状态的影响，通常在距工作面 1 倍巷宽以远的地方就基本上不受掘进工作面的制约；其二表现为巷道所在深度不仅对围岩的变形或稳定状态有明显影响，而且影响程度比坚硬岩层大得多。
1.3 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掘或修复巷道、水的浸蚀、支架折损失效、爆破震动以及采动等的影响时，都会引起巷道围岩变形的急剧增长。
2 松软岩巷道支护原理
软岩层巷道支护的着眼点应放在充分利用和发挥自承能力上。支护原理是：根据岩层不同属性，不同地压来源，从分析地压活动基本规律入手，运用信息化设计方法，使支护体系和施工工艺过程不断适应围岩变形的活动状态，以达到控制围岩变形、维护巷道稳定的目的。具体的说，有以下几个方面：必须改变传统的单纯提高支护刚度的思想，支护结构及强度应与加固围岩、提高围岩自承能力相结合，与围岩变形及强度相匹配，实践证明，单纯提高支护刚度的做法效果不理想；必须采取卸压、加固与支护相结合的方法，统筹考虑、合理安排，对高应力区，要卸得充分，对大变形区，要让得适度，对松散破碎区，要注意整体加固，对巷道围岩整体要支护住；进行围岩变形量测量，准确地掌握围岩变形的活动状态，根据测量结果进行反馈，以确定二次支护结构的参数，确定补强时间，再次支护时间和封底时间；树立综合治理、联合支护、长期监控的支护思想体系。
3软岩巷道支护设计
针对软岩的基本属性和围岩压力特点，国内外广大地学工作者们通过多年的实践与努力，已探索出许多适宜于软岩巷道的行之有效的支护措施及支护方法。软岩巷道支护方法，并不是单一的支护可以奏效的，也不是一次支护最终可以实现的，必须采用联合支护的方式。由于全国各矿区松软岩性质多种多样，井下地质条件及生产条件多变，加上施工习惯也不尽相同，因此，软岩巷道的支护设计也是多种多样的。
3.1 选择合理的巷道断面大小与形状
岩石虽然具有较强的耐压力，但抗拉能力较小，进行对巷道断面形状大小的选择时，应尽量保证少出现拉应力，且尽量减小压应力集中系数。由于相同的材质因其形状的不同施加给支架的承载力也不尽相同，所以在材质与断面形状大小相同的情况下，支架承载能力也会随着断面大小的增加而降低。就我国软岩本身具有的特性来看，如若不将支架的反作用力考虑在内，半圆拱直墙巷道位移量要远远高于圆形巷道的位移量；而圆形巷道围岩的应力集中系数要远小于半圆拱直墙巷道。因此，在软岩巷道中为了方便后期的维护，其断面形式应尽量选择近似圆形或者圆形。
3.2 可缩性金属支架支护设计
U型钢可缩性金属支架支护设计方案具有支护效果好、可靠性强、服务时间长等特点，是一种比较科学合理的支护方案，对于巷道变形严重、地质条件复杂（如陷落柱、断层等）、属工程软岩地质等条件具有较好的适应能力和支护效果。
3.3 采用超高强度螺纹钢锚杆
这是一种利用超高强度螺纹钢锚杆支护为围岩提供支护阻力的方法。这种方法比一般普通锚杆支护力提高三倍。可以大大降低巷道围岩离层、离析等的发展。同时，可以在作业中使用高强度和超高强度螺纹钢锚杆实现全长锚固，从而降低巷道围岩的大变形和移动，保护巷道顶板的稳定。
3.4柔性支护与二次支护形式的使用
由于软岩巷道具有变形量大、变形速度极快且持续时间长等特点，如若在巷道支护设计中使用刚性支护，可能会起到适得其反的作用，使支护结构由于承载了较大压力而损坏；但是如若将具有一定伸缩性能的金属支架或者是允许拉伸的锚喷支护等一些柔性支护形式应用其中，尊重巷道具有一定的变形性，则就能够使围岩积聚的应变在一定程度上得到释放。由于柔性支护可以起到以柔克刚、刚柔相济的作用，能与软岩巷道的变形特点相适应，因此具有积极的使用价值。
3.5 让压与锚注巷道支护设计
让压与锚注巷道支护设计方案能针对软岩巷道变形较大的特点，采用较为先进的锚网喷注支护技术，在保留足够的形变空间的前提下，保证支护设计的稳定性，以达到保障巷道支护符合矿山作业需求。该支护方案能适用于巷道围岩变形严重、非对称与非均匀变形能力强的情形，在充分让压后，利用围岩趋于稳定的时机，使用特种中空锚杆作为注浆管，将锚固、封孔与注浆等工艺融为一体，对于围岩进行“外锚内注”的加固处理方式。在加固处理完成后，配合使用锚索预应力支护与锚喷支护，在围岩内部形成组合形的“加固圈”，从而有效提升围岩的承载能力，达到长期支护的效果。让压与锚注巷道支护设计方案综合利用了岩体注浆加固、岩体锚杆加固的技术优势，而且通过有效的技术处理手段，强化了围岩自身的承载能力，是一种较为理想的软岩支护方案，在国内很多煤矿企业中得到广泛运用。
3.6 联合支护
联合支护形式就是同时使用多种支护方式对同一地点的顶板进行支护，联合支护的主要形式有：锚注加固、锚喷和U型钢联合支护、锚喷和注浆型钢可伸缩性支架联合支护法、三联锚杆支护等支护形式。煤矿设计人员在选择联合支护时，必须根据现场的地质条件和生产作业形式，选择合理的联合支护方式。在这几中联合支护中，锚喷支护是性能优越、性价比最高的一种支护形式，应作为首要选择。
4 结束语
综上所述，在软岩巷道支护设计中，必须结合煤矿所处的地理环境、岩层结构以及煤矿采掘深度等，采取合理的巷道支护方案，从而保证煤矿开采工作的安全性，提高煤矿企业的经济效益。
参考文献
[1]贺峰.煤矿软岩巷道支护技术[J].中国高新技术企业，2010（05）.
[2] 谷守云.强膨胀型软岩巷道支护技术研究[J].中国煤炭，2013（06）.