1、1引言我国部分大断面巷道中的围岩结构为稳定性较差的软岩，巷道内综掘的施工难度较大，容易出现较多的安全风险。因此，为安全、高效地完成综采工作，本文对大断面软岩巷道综掘快速施工技术展开分析，借此明确该类巷道的支护要点，完善软岩巷道综掘快速施工技术体系。2大断面软岩巷道施工难点软岩具体指单轴抗压强度在0.525 MPa的岩石，具有孔隙度大、强度低、风化严重等特点。开采工作面所处的环境较为复杂，在我国西部地区存在较多的软岩地质。由于此种软岩结构中包含大量膨胀性黏土、植化碎片，以及稳定性较差的粉砂，导致开采时大断面巷道围岩结构过于松散，且包含软弱层1。巷道综掘过程中伴有较为突出的安全风险，直接增加了巷道
2、支护、掘进的难度。比如，本工程项目中，大断面软岩巷道综掘时，巷道围岩所包含的灰色泥岩、粉色砂岩会导致巷道顶板结构处的安全风险突出，钻孔、掘进时会出现裂隙。不仅如此，综采区域的两个大断工作面内，部分含水层的主要结构是灰色及黑色泥岩，使综掘过程中深部巷道透水性强，掘进时可能存在涌水情况，安全风险较大。3大断面软岩巷道综掘前的支护原则大断面软岩巷道综掘前，相关人员根据巷道软岩结构分析巷道掘进前的支护方式，同时充分利用软岩本身的承载力对巷道进行安全支护。在此过程中，大断面软岩巷道综掘前的支护原理是：基于软岩结构，相关人员应分析地面压力产生的原因，同时按照地压活动时软岩结构层的变化规律评估大断【作者简介
3、】张文鑫（1982），男，辽宁北票人，工程师，从事煤炭工程研究。大断面软岩巷道综掘快速施工技术的应用探究Application of Rapid Construction Technology of Integrated Excavationin Large Section Soft Rock Roadway张文鑫（山东方大工程有限责任公司，山东 淄博 255100）ZHANG Wen-xin(Shandong Fangda Engineering Co.Ltd.,Zibo 255100,China)【摘要】为在软岩巷道掘进过程中保障综掘施工的整体效率，提升大断面软岩巷道掘进质量，论文结合某综
4、掘项目以及大断面软岩巷道施工难点、综掘前的支护原则，详细论述了大断面软岩巷道中综掘快速施工技术的实施方案，强调在应用大断面软岩巷道综掘快速施工技术时，相关主体只有结合软岩特点，灵活应用综掘设备，计算调整综掘快速施工参数，才能完善支护环节的技术方案，保障巷道综掘施工设计的可靠性，减少大断面软岩巷道掘进时的安全风险。【Abstract】In order to ensure the overall efficiency of comprehensive excavation construction in the process of soft rock roadwayexcavation,and
5、improve the quality of large-section soft rock roadway excavation.This paper discusses the implementation of the rapidconstruction technology scheme in a large section soft rock roadway,combined with the construction difficulty and the constructionprinciple of comprehensive excavation.It emphasizes
6、that when the rapid construction technology of comprehensive excavation in largesection soft rock roadway is applied,the relevant subject must combine the characteristics of soft rock,flexibly apply the comprehensiveexcavation equipment,calculate and adjust the rapid construction parameters of compr
7、ehensive excavation.Only in this way can thetechnical scheme of supporting link be perfected,the reliability of integrated excavation construction design of roadway can be guaranteed,and the safety risk of large section soft rock roadway excavation can be reduced.【关键词】大断面；软岩巷道；综掘；施工技术【Keywords】large
8、 section;soft rock roadway;comprehensive excavation;construction technique【中图分类号】TD263【文献标志码】B【文章编号】1007-9467（2023）01-0197-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.01.264Construction Technology工程施工技术197Construction&DesignForProject工程建设与设计面软岩巷道围岩的变形状态。然后采用锚杆支护、锚索支护、注浆加固等支护技术，控制软岩巷道内围岩的变形风险，保证巷道在综掘过程中处于稳定状态2。为
9、保证软岩巷道支护的可靠性，还应坚持以下原则：1）大断面软岩巷道中，围岩破裂会产生残余强度，但松动破裂后的围岩仍具有一定的承载能力。综掘支护时，相关人员应合理分配支护压力，平衡好支护结构、岩石应力的承载关系。2）支护的本质是提升松动软岩的剩余强度，增强软岩巷道内围岩的承载力，所以，在支护软岩巷道时，相关人员还应遵循保持围岩剩余强度、提升围岩承载力的基本原则，科学地设计支护结构。3）在深入研究大断面软岩巷道地质条件的基础上，结合软岩巷道综掘施工方案，分析综掘时的支护需求，针对性地优化巷道内的支护结构设计3。4大断面软岩巷道综掘快速施工技术的具体应用4.1优化软岩巷道设计初期掘进时，应优化软岩巷道的
10、整体设计。相关人员应结合软岩的力学特征与井下地层结构，将巷道设置在围岩膨胀性小、强度大的区域；巷道走向应避免与地面应力方向相交；巷道设计应以结构简单为基本原则，避免因巷道结构过于重叠、密集而影响掘进时围岩的稳定性。然后，施工人员可选择较为稳定的岩层快速掘进，配合耙杆机进行初次开掘。出矸顺畅后，利用侧卸式装岩机、EBZ160掘锚一体机在软岩巷道进行一次成巷支护，以提升大断面软岩巷道综掘施工效率4。掘进初期，巷道支护设计是采用锚网带、锚索对巷道顶板进行全封闭支护，顶板锚杆规格为2 400 mm20 mm的高预应力锚杆，锚杆内注入K2340树脂锚固剂，使巷道顶板上每根锚杆锚固力不低于22 MPa。巷
11、道两侧可用螺纹钢细丝锚杆进行支护，排列成锚索结构，锚杆规格为2 800 mm20 mm，两侧同时设置W形钢带作为支护结构之一，钢带长宽厚分别为2600mm170 mm3 mm。4.2综掘施工的前期准备随着开采机械化水平的提升，设备成为综掘施工的基础设施。在应用大断面软岩巷道综掘快速施工技术时，还应合理应用巷道掘进设备5。对于大断面软岩巷道，巷道综掘施工时，运输刮板机、综掘机、皮带机属于核心设备，其在应用时可与巷道中的支护结构、通风设施、降尘设备、供水供电设备共同构建出机械化大断面软岩巷道综掘系统。该系统在运行中可实现软岩巷道快速掘进的基本目标，具有均衡性强、效率高、作业协调性强等优势。相关人员
12、可根据大断面软岩巷道综掘施工过程中的支护、掘进要求，科学调整相关设备的运行参数，使其处于良好的运行状态，更可靠地服务于综掘施工作业。与此同时，综掘施工期间，还应加强设备维护、检修，减少设备故障，为软岩巷道综掘快速施工奠定基础。除此之外，施工人员是落实大断面软岩巷道综掘快速施工技术的主体，正式施工时，还应对大工作断面的所有施工人员进行专业培训，再分别从安全培训、技术培训入手，使其掌握大断面软岩巷道综掘快速施工的技术方案，强化其安全意识、效率意识，可使其在管理人员的带动下，完成巷道掘进中的施工作业。部分掘进设备操作人员需要在巷道掘进时开展系统的专业培训，使其明确软岩巷道综掘施工质量要求，在保障掘进
13、安全的前提下，提升巷道掘进速度，规范地操作各类掘进设备。4.3综掘支护施工流程4.3.1综掘支护设计1）支护是大断面软岩巷道综掘快速施工的核心内容。为保证大断面内软岩巷道支护的可靠性，应在初次支护结束后再进行二次支护。大断面软岩巷道掘进施工时，初次支护的基本工序包括施工准备综掘机截割、排矸大工作断面初喷作业平台就位前探梁支护拱部支护拱部锚网支护等。二次支护时，应分别完成锚网支护、架棚、锚索支护、软岩巷道复喷、巷道底板修整等工作。2）大断面软岩巷道综掘施工时，支护施工应采用主动支护的方法。建设永久性支护结构时，大断面软岩巷道可利用钢筋混凝土、型钢作为支护材料。设计巷道中软岩结构的支护方案时，应重
14、点减少综掘施工对地层产生的作用力。一般情况下，施工人员可在超强支护的基础上，强化支护力度，若大断面软岩巷道中存在膨胀性软岩，支护施工时可通过改变软岩巷道底板、巷道拱顶支护强度的方式，确保软岩巷道快速掘进时的稳定性。4.3.2综掘支护施工1）综掘机截割时，施工人员应在大断面软岩巷道中预留掘进时的轮廓线，然后在轮廓线内的50 cm处将厚围岩截割。首次开挖作业完成后，在巷道中应根据综掘施工设计方案，在轮廓线内开挖厚50 cm的围岩，掘进设备的基本路线为：198【收稿日期】2022-12-01（1）根据大断面软岩巷道的设计图纸开挖轮廓线；（2）综掘机首次截割轮廓线；（3）综掘机首次截割掘进路线；（4）
15、综掘机修正掘进路线。掘进过程中，若软岩结构较为稳定，施工人员需要灵活地调整开挖过程中的掘进深度，将综掘机截割时每刀的进刀深度控制在0.60.7 m，进刀次数约为13次。2）掘进后及时对软岩巷道进行支护，支护方法包括锚网支护、架棚支护、喷混凝土支护等方式。（1）锚网支护时，施工人员可同时对巷道拱部结构、后巷进行支护，支护结束后用气动锚杆支护巷道帮部。（2）架棚支护的主要材料是型钢，施工人员可按照架棚支护设计值现场加工钢棚，然后结合大断面软岩巷道的掘进面划分钢棚。一般情况下，软岩巷道掘进面小于2430 m2时，应将钢棚分为45段，分段后在巷道中挖钢棚支护所需的基础设施，安装钢棚。对于稳定性较差的软
16、岩巷道，钢棚支护后需要紧跟迎头。（3）喷混凝土支护时，软岩巷道的支护可分为两步，分别为初次喷护、复喷。施工人员可在大断面工作台处安装喷浆机，迎头开挖、掘进后立即进行初喷，混凝土初喷厚度为3550 mm，且初喷结束后可直接将工作断面封闭。之后，用喷浆机在软岩巷道后巷进行复喷，复喷时避免占用综掘施工时间，实际复喷厚度应符合软岩巷道支护要求。3）大断面软岩巷道支护时，可同样采用砌碹支护方式，即在巷道综掘施工过程中，直接在钢拱架施工区域的10 m范围外，将衬砌台车移动到需要支护的位置，固定后架设输送支护材料的管路，将混凝土衬砌在指定区域内，以起到支护软岩结构的作用。4.4综掘快速施工技术要点大断面软岩巷道综掘快速施工时，其基本的施工顺序包括支护施工、快速掘进等，掘进作业通常会集中在巷道支护过程中。由于软岩巷道本身的特殊性，综掘快速施工时还应明确各环节的施工技术要点。1）施工人员应及时将软岩巷道顶板处的浮矸清除，然后在裸露的软岩面上喷射50 mm的混凝土，并安装预应力较强的锚杆对软岩面进行支护。支护过程中，相关人员可用FLAC数值模拟分析巷道支护参数的合理性，确保锚网支护可增加软岩巷道围岩和顶板