软岩巷道的快速掘进技术及工业性试验研究

张兴权

（山西平舒煤业有限公司， 山西 晋中 045400）

引言

在井下挖掘巷道，通过巷道在井下进行开采是目前我国应用最广泛的煤炭开采方式。据统计，到2019 年底，我国大约有90%的煤矿采用井工开采[1]，每年新增巷道数万公里。这些巷道的稳定情况和掘进速率会直接影响到煤炭的开采效率。随着开采深度的不断增加，井下的地质条件也变得越来越复杂，包括深部高地应力、软岩结构和特大断面巷道的比例越来越大，这些都对井工开采带来了困难。此外，由于我国的煤炭开采采掘比较低（1∶3.1），采掘比例失调，已经不能满足日益增长的能源需求。在保证安全生产的前提下，提高巷道的掘进速度，发展快速掘进技术已经迫在眉睫。

1 软岩巷道变形破坏分析

1.1 实验巷道概述

本文选取贵州化隆矿业的化乐煤矿为研究对象，根据该煤矿的地质条件和生产状况，以1201 工作面为例首先进行巷道变形破坏分析。1201 工作面巷道埋深为100～200m，整个开采工作面的长度为1400m，宽度为180 m。巷道的结构图如图1 所示，现有的开采巷道设计长度为1 480 m，巷道的断面设计为半圆拱形，高度设计为3 850 mm，宽度设计为4 500 mm，直墙段的设计高度为1 800 mm，巷壁的喷浆层厚度为100 mm。

1.2 围岩力学测试及岩样分析

选取巷道内两边，巷道顶部和巷道底部的岩石一共45 块，分组进行岩石抗拉、抗压和抗剪实验。每组样品分为5 份，其中一份进行抗压强度实验，一份进行抗拉强度实验，剩下三份以剪切角30°、45°和60°进行剪切强度测试，得到如表1 所示参数。……