在清水营煤矿+786m水平井底车场施工中的软岩支护探索_卸压
摘要：本文针对清水营煤矿+786m水平井底车场施工中遇到的软岩问题，深入探讨了软岩的工程特性及其对支护的挑战。通过分析软岩的变形机制、应力分布特征以及传统支护方法的局限性，提出了一种基于卸压原理的软岩支护新策略。详细阐述了卸压支护的设计思路、实施步骤及效果评估方法，并结合现场实测数据，验证了卸压支护在控制软岩变形、提高巷道稳定性方面的有效性。研究结果表明，卸压支护技术能够显著降低软岩巷道的围岩压力，改善支护结构的受力状态，为类似地质条件下的软岩巷道支护提供了有益参考。
关键词：清水营煤矿、+786m水平井底车场、软岩支护、卸压原理、变形控制、稳定性提升
一、引言
随着煤炭资源开采向深部延伸，软岩巷道支护问题日益突出。软岩具有低强度、高塑性、易风化、遇水膨胀等特性，导致巷道开挖后围岩变形大、支护困难，严重影响了矿井的安全生产和经济效益。清水营煤矿+786m水平井底车场在施工过程中就遇到了典型的软岩问题，传统支护方法难以有效控制围岩变形，迫使研究人员探索新的支护技术。
二、软岩工程特性分析
2.1 软岩的物理力学性质
软岩通常指单轴抗压强度小于25MPa的岩石，其物理力学性质显著区别于硬岩。软岩的孔隙率大、吸水性强，导致其强度随含水率增加而显著降低。此外，软岩的弹性模量小、泊松比大，表现出明显的塑性变形特征。
2.2 软岩的变形机制
软岩巷道开挖后，围岩应力重新分布，导致应力集中区形成。在应力作用下，软岩发生蠕变、松弛等时间依赖性变形，且变形量随时间持续增长。这种持续变形对支护结构产生巨大压力，易导致支护失效。
2.3 软岩应力分布特征
软岩巷道围岩应力分布受地质构造、开采深度、巷道形状等多种因素影响。在清水营煤矿+786m水平井底车场，由于地质构造复杂，应力分布极不均匀，局部区域出现高应力集中，加剧了围岩变形。
三、传统支护方法及其局限性
3.1 锚杆支护
锚杆支护通过锚固剂将锚杆与围岩连接成整体，提高围岩自承能力。但在软岩中，锚杆易因围岩大变形而松动，导致锚固力下降，支护效果减弱。
3.2 喷射混凝土支护
喷射混凝土支护能够快速封闭围岩，防止风化剥落。然而，软岩的持续变形易导致混凝土层开裂、脱落，失去支护作用。
3.3 钢架支护
钢架支护具有较高的承载能力，但软岩变形大时，钢架易发生弯曲、扭曲等失稳现象，且钢架与围岩之间的空隙难以有效填充，影响支护效果。
四、卸压支护原理与设计
4.1 卸压支护原理
卸压支护通过改变围岩应力分布，将高应力区转移到低应力区或深部围岩，从而降低支护结构承受的压力。其核心思想是“以柔克刚”，通过允许围岩一定程度的变形来释放应力，同时利用支护结构的柔性来适应围岩变形。
4.2 卸压支护设计思路
卸压支护设计需综合考虑软岩的物理力学性质、变形机制、应力分布特征以及巷道的使用要求。设计步骤包括：确定卸压区域、选择卸压方式、设计卸压结构、计算支护参数等。
4.3 卸压方式选择
卸压方式主要包括钻孔卸压、爆破卸压、切缝卸压等。在清水营煤矿+786m水平井底车场，根据地质条件和施工可行性，选择了钻孔卸压与切缝卸压相结合的方式。
4.4 卸压结构设计
卸压结构包括卸压孔、卸压槽、卸压带等。设计时需考虑卸压结构的尺寸、间距、布置方式等参数，以确保卸压效果。
五、卸压支护实施步骤
5.1 施工准备
施工前需对巷道进行详细的地质调查，了解软岩的分布、性质及应力状态。同时，准备施工所需的设备、材料，制定施工安全措施。
5.2 卸压孔施工
按照设计要求，在巷道围岩中施工卸压孔。卸压孔的直径、深度、间距等参数需根据软岩性质和卸压需求确定。施工时需控制钻孔精度，避免对围岩造成过大扰动。
5.3 切缝施工
在卸压孔之间或特定位置施工切缝，以进一步扩大卸压范围。切缝的宽度、深度需根据实际情况调整，确保切缝能够有效引导应力释放。
5.4 支护结构安装
在卸压施工完成后，及时安装支护结构。支护结构需具有足够的柔性和承载能力，以适应围岩变形并承受剩余应力。
5.5 监测与调整
施工过程中及完成后，需对巷道变形、支护结构受力等进行持续监测。根据监测结果，及时调整支护参数或采取补强措施，确保巷道稳定。
六、效果评估与现场实测
6.1 效果评估方法
效果评估主要包括巷道变形量、支护结构受力状态、围岩压力分布等方面的分析。通过对比卸压支护前后各项指标的变化，评估卸压支护的效果。
6.2 现场实测数据
在清水营煤矿+786m水平井底车场实施卸压支护后，进行了为期一年的现场实测。实测数据显示，卸压支护后巷道变形量显著减小，支护结构受力状态明显改善，围岩压力分布更加均匀。
6.3 效果分析
根据现场实测数据，卸压支护技术有效降低了软岩巷道的围岩压力，改善了支护结构的受力状态。同时，卸压支护允许围岩一定程度的变形，释放了部分应力，提高了巷道的稳定性。
七、结论与展望
7.1 结论
本文针对清水营煤矿+786m水平井底车场施工中的软岩问题，提出了基于卸压原理的软岩支护新策略。通过现场实施与效果评估，验证了卸压支护在控制软岩变形、提高巷道稳定性方面的有效性。
7.2 展望
未来研究可进一步探索卸压支护与其他支护技术的结合应用，如卸压支护与注浆加固、卸压支护与让压锚杆等，以形成更加完善的软岩巷道支护体系。同时，加强软岩力学性质与变形机制的基础研究，为卸压支护设计提供更加科学的依据。
简介：本文针对清水营煤矿+786m水平井底车场施工中的软岩问题，提出了基于卸压原理的软岩支护新策略。通过分析软岩的工程特性、传统支护方法的局限性以及卸压支护的原理与设计，详细阐述了卸压支护的实施步骤与效果评估方法。结合现场实测数据，验证了卸压支护在控制软岩变形、提高巷道稳定性方面的有效性，为类似地质条件下的软岩巷道支护提供了有益参考。
