引言
随着我矿井下开采深度的不断深入，逐步开采分布在花岗岩与大理岩接触带上的矽卡岩型锡石-硫化物矿体，为此大量采掘工程需穿越花岗岩，随之而来的花岗岩地段支护问题成为困绕施工人员和工程技术人员的一大难题。
本文主要以老厂分公司南部坑为例，以1900m-2050m高程，围绕4141突起20#、20-3#、20-6#矿体，05突起25#、27-9#矿体，1021突起3-2#、3-3#矿体，晒鱼坝突起27-6#、38#矿体开采范围，同时结合竹叶坑29#矿群1900m中段巷道变形治理情况作为分析探讨风化花岗岩巷道掘进的软岩支护方法，以期抛砖引玉。
1.1 花岗岩的物理性质
花岗岩是一种酸性火成岩，二氧化硅含量多在70%以上，颜色较浅，以灰白色、肉红色者较常见。主要由石英、长石和少量黑云母等暗色矿物组成，石英含量为20%～40%。老厂分公司南部坑主要为灰白色中粒块状黑云母花岗岩，体重3.4t/m3，松散系數1.4，f=10-12。
1.2 花岗岩的风化作用
巷道爆破掘进后，花岗岩在水、水溶液和空气中的氧与二氧化碳等的作用下，发生溶解、水化、水解、碳酸化和氧化等一系列复杂的化学变化形成软岩，在地应力作用下表现出膨胀特性和流变特性，受此影响，巷道顶底板和两帮岩体发生变形并向巷道内发生位移的地压显现。
1.3 风化花岗岩对巷道的主要危害
通过对1900m、2000m、2025m、2050m中段大量的现场观测数据和跟踪观察表明：冒顶、侧突及底鼓是巷道发生变形破坏的三种主要表现形式。巷道变形的主要危害是缩小了巷道断面（实测2050m中段巷道规格最小为2.4×2.6㎡变形为1.9×1.5㎡），给人行、运输、供风、排水、井下通风和巷道的维修及采掘带来较大困难，严重时能将巷道断面全部封闭，迫使原工程绕道而行，因此分析研究风化花岗岩巷道地压显现原因并作出合理的支护和防治措施，对保证矿山正常掘进，提高工作人员安全作业有着较大的理论意义和实用价值。
上图为29#矿群1900m中段2903平巷穿越花岗岩地段，巷道在激烈的构造应力和风化膨胀作用下，巷道扭曲变形，破坏严重。
2 分析巷道变形产生的原因
2.1 引起巷道变形的主要原因有： 构造应力、水的影响
构造应力的基本特点是以水平应力为主， 具有明显的方向性和区域性。我们知道水平应力σh普遍大于垂直应力σv，即侧压力系数λ=σh/σv >1；最大、最小水平主应力随深度线性增加：σhmax=6.7 0.0444h（mpa），σhmin=0.8 0.0329h（mpa），由此可知水平应力是影响巷道两帮内挤、底板鼓起的主要因素。在风化花岗岩中， 底板岩层在水平应力作用下与形成褶曲构造相类似， 向巷道空间鼓起。如果底板岩层呈粘- 塑性变形， 底板岩层则进入蠕变状态，此时高水平应力是造成底板岩层破坏和强烈底鼓的主要原因。
2.2水对岩石强度的影响主要有以下两方面：
1）由于水的作用减少了岩石层理、节理和裂隙间的摩擦力， 使岩石的整体连接强度降低， 使岩体沿岩层的节理面、层理面和裂隙面形成滑移面， 并将原来层间连接紧密的岩体分为很多薄层， 甚至完全丧失强度；
2）岩石中的某些矿物成分遇水产生膨胀。
3 巷道变形的支护方法
根据以上分析影响巷道变形的原因，选择安全合理经济的支护方法进行支护。
3.1选择安全合理经济的支护方法
现在常用的支护方法有以下几种：
3.1.1 木欀、金属欀支护
该法采用木欀、金属欀支护，简单易于操作，适应性强，是最常用的支护方法。
3.1.2 混凝土支护
该法采用混凝土浇灌支护，成本较高，施工周期长，是一种常用于重要巷道地段的支护方法。
3.1.3 喷射混凝土支护
该法采用喷射混凝土支护，适应性强，成本较低，操作方便，是一种常用的巷道支护方法。
3.1.4 喷锚网联合支护
该法能够克服单一的支护方法，适应性强，成本较高，主要用于重要巷道地段的支护方法。
3.1.5 注浆法支护
注浆法是将某些能固化的浆液注入岩土地基的裂缝或孔隙中，以改善其物理力学性质的方法。
由于风化花岗岩体属致密结构，并不具有大量的裂缝或孔隙，因此该方法并不适于风化花岗岩的支护。
3.1.6 新奥法支护
新奥法是以喷射混凝土、锚杆支护为主要支护手段，因锚杆喷射混凝土支护能够形成柔性薄层，与围岩紧密粘结的可缩性支护结构，允许围岩有一定的协调变形，而不使支护结构承受过大的压力。但在以下情况下并不适用：大量涌水的岩体； 由于涌水会产生流砂现象的围岩；极为破碎，锚杆钻孔、安装都极为困难的岩体； 开挖面完全不能自稳的岩体等。因此该方法也并不适于风化花岗岩的支护。
3.2风化花岗岩选用的支护方法
通过长期实践和跟踪观察，我们总结了风化花岗岩具有“不破不化，见风则化，渗水即落，1-3个月后趋于稳定”的特点，在现有支护方法的基础上，提出以下施工方法进行支护。
施工顺序可以概括为： 开挖→一次支护→二次支护→三次支护
1）一次支护
主要工作包括开挖后及时进行木欀、金属欀支护和超前支护，以增加地脚欀办法维持巷道断面的形状，要求两帮关好，頂板接顶，地脚加横撑，确保后续掘进工程能够继续施工到稳固地段；并视情况施工长3-6m，坡度-10°的卸压巷道进行辅助卸压；
2）二次支护
在风化花岗岩巷道变形严重、后续掘进工程施工已达稳固地段或时间上已达1-3个月，风化花岗岩巷道应力趋于平衡稳定时进行。主要工作包括对木欀、金属欀进行加密、调换，要求两帮关好，顶板接顶，地脚加横撑；清理开挖地鼓地段，并适当低于轨面10-30mm；浇灌水沟等工作；如巷道松散破碎严重，还应以喷锚网联合支护进行加强支护；
3）三次支护
是在后续使用过程中，视巷道的变化情况作局部的木欀、金属欀加密、调换或以喷锚网联合支护进行加强支护等工作。
整体施工要求科学选择支护方法和材料，及时、超前进行支护，支护由外及里、由易及难、注意清理浮石浮矿、注重架设立柱，保护作业人员的安全，支护符合规范。即讲究科学性、及时性、有效性和规范性。
3.3风化花岗岩支护方法实例
按照上面所述方法，南部坑在遇渗水风化花岗岩时常用16#工钢密集支护和开挖底板100～300mm深并加设地脚梁的联合支护方式来克服巷道变形的影响，虽然工作量大、施工较难且成本偏高，但确保了巷道的稳定性和后续工程的顺利进行，且实施14年以来，不段总结经验进行改进，历经近20个地段的试用，情况良好，是值得借鉴的一个方法。
4 巷道变形的防治措施
防治巷道变形的措施主要从降低巷道围岩应力，加固或保持围岩的强度这两方面考虑。从设计到指导施工时应重视以下几点：
4.1 科学合理的巷道布置
巷道轴向与构造应力方向之间夹角不同， 巷道围岩水平应力集中程度就有较大差异，因此在构造应力影响较强烈的区域，要重视巷道布置方向，依靠正确调整巷道方向与构造应力方向间的关系， 削减构造应力对巷道围岩稳定性的影响。从巷道围岩控制的角度出发， 在布置巷道时应重视下列问题：
（1）在采矿系统允许的距离范围内， 选择稳定的岩层或矿体布置巷道， 尽量避免水与松软膨胀岩层直接接触；
（2）巷道通过地质构造带时， 巷道轴向应尽量垂直断层构造带或向、背斜构造；
（3）巷道的轴线方向尽可能与构造主应力方向平行， 避免与构造应力方向垂直；
4.2 巷道底板防治水
风化花岗岩巷道渗水应该做到能排则排，能导则导，能疏则疏，防止跑、冒、滴、漏等，尽量减少巷道内的积水。
4.3 应力控制
应力控制又称卸压，它的实质是使巷道围岩处于应力降低区，达到保持底板稳定的目的，是一种使用比较普遍的底鼓控制方法。
应力控制法主要有：切缝、松动爆破、钻孔等方法，由于缺少试验数据，因此建议使用较简单有效的巷道卸压法。
5 结束语
采矿工程是一个复杂的非线性动力学系统，为了更好地保证地下矿山的安全生产，最大限度地回收矿产资源、保护环境和地面设施，必须研究矿山地压和岩层活动规律，发展岩体支护技术与控制措施，不断勇于实践，善于总结经验，提高理论认知程度，这是采矿学科一个永恒的重要主题！