强风化带与破碎带围岩条件下井巷施工方法改进途径
巷道过断层破碎带围岩加固技术

收稿日期:2020?02?10作者简介:畅 征(1990-),男,山西大同人,助理工程师,从事生产技术管理工作。
doi:10.3969/j.issn.1005-2798.2020.04.023巷道过断层破碎带围岩加固技术畅 征(大同煤矿集团同家梁矿,山西大同 037100)摘 要:针对煤矿巷道过断层破碎带存在支护较困难的问题,通过采用架棚充填和自制注浆管注浆的方法,实现了对破碎围岩的加固,是一种有效的掘进巷道过破碎带手段。
关键词:注浆;过破碎带;掘进中图分类号:TD353 文献标识码:B 文章编号:1005?2798(2020)04?0057?011 工程背景某矿新水平开拓项目主运输大巷设计长度为2006m,断面为3.8m×3.5m,该巷从2018年10月正式开始掘进,先后遇见两条落差大于20m的断层。
2019年9月在掘进至1520m处,围岩受断层带影响造成煤层粉碎,片帮严重,经过现场论证,采用11号工字钢棚配锚索联合加强支护。
采取该方式掘至1584.3m处揭露断层(该断层产状:70°∠78°,落差近28m)并进入断层破碎带,断层带内充填受挤压浅灰色中砂岩和煤泥。
掘进至1606.9m处断层破碎带仍未穿过,巷道冒落(冒落长度6m,最高处有8m)、片帮严重,而且在已施工巷道1559~1606.9m段受来压造成11号工字钢棚变形严重。
从现场施工情形看,现有支护方式已不能满足实际安全施工要求,该大巷作为主运输巷道,服务年限较长,为保证目前安全施工和今后的运行、维护,现急需采取措施,对该巷道过断层破碎带支护进行探索、研究,确保巷道安全施工[1-2]。
2 治理方案2.1 架棚充填经过调研及现场论证,决定从1559m处至1606.9m开始在原有的工字钢钢棚两腿之间套入U29钢棚,棚距中对中608mm,上双层钢筋网,对冒顶区用防腐方木充填背实。
套棚完成后,向前掘进时先对顶板破碎段提前注入玛丽散固化顶帮,根据现场围岩情况选择风镐或爆破作业,超前管棚作为临时支护,600mm为一个施工循环,架设29号U型钢棚,直至进入稳定围岩后方可变为原设计支护。
强风化带与破碎带围岩条件下井巷施工方法改进途径

强风化带与破碎带围岩条件下井巷施工方法改进途径摘要]针对曲斗矿二号井井巷掘进过程遇到强风化带与破碎带等特殊条件,因地制宜并适时采取相应的技术手段和施工方法,实现了矿基建工程的顺利安全施工。
[关键词]矿特殊岩井巷施工方法1引言1.1 工程简况曲斗矿二号井于新开发的上姚矿区东部,该项目是福集团公司中型矿建设项目之一,基建工程施工任务由天湖山能源实业有限公司承担。
1.2 工程地质条件由于二号井所在的上姚矿区其受到后期地质作用比较剧烈,大小断层相伴出现,加上长期的强风化作用影响,致使矿区内一些地段岩十分松软破碎,形成大量的强风化带、破碎带,表现在强风化带、破碎带交会,构造及风化节理密集,形成大小不一的分离体并多充填泥,甚至出现石夹土状或土夹石状。
像如此松散破碎且影响范之广的岩条件,这在天湖山矿区矿建设史上还是不多见的。
1.3 施工中面临的困难虽然上姚矿区紧邻天湖山矿区,但两个矿区工程地质条件差异甚大,加上曲斗矿二号井是上姚矿区首个基建矿井,施工单对在这类特殊岩条件下的施工经验比较缺乏,基本沿用常规施工方法,施工初期曾多次发生较为严重的顶。
如+569~+395暗斜井上部车场,设计车场长度140m中有三分之二长度处于强风化带,由于岩极度松散,在施工过程中顶不断,最严重的落区落高度超过15m,接近车场设计掘进高度的4倍;再如首采区+400~+680上山道的中上部+592~+610附近由于受断层切割影响,受影响最严重的副上山有30多米巷道落区波及到顶和邦,落高度接近12m,宽度达到10m,是设计掘进断面的3~4倍。
大量顶片邦的出现,不但增加出碴工程量,影响工期,增加单工程投资,又增加了施工过程的不安全因素,给井巷施工带来重重困难。
显然,在如此恶劣岩条件下,若继续沿用常规施工方法已很难胜任二号井井巷工程施工任务,所以改进常规施工方法已显得十分迫切。
2井巷施工方法改进途径2.1 针对不同岩条件制定相应的应对措施要认真分析研究井田地质构造及岩变化规律,制定针对施工过程遇到强风化带与松软破碎岩时的应急措施。
井巷工程施工组织措施(3篇)

第1篇一、工程概况井巷工程是指为采矿、冶金、地下工程等工程服务的各种矿井、隧道、巷道等工程的施工。
本工程主要内容包括平巷、巷道交岔点、井下车场及其硐室、斜井、斜坡道、天井的设计与施工,支护工程,复杂地质条件下的巷道施工,劳动施工组织,以及竖井的设计与施工等。
二、施工组织措施1. 施工准备(1)组织机构:成立项目经理部,下设工程技术部、质量安全管理部、物资设备部、施工管理部、财务部等部门。
(2)人员配置:根据工程规模和施工进度,合理配置各类技术人员、施工人员和管理人员。
(3)技术方案:编制详细的施工组织设计,明确施工工艺、施工顺序、施工质量要求、安全措施等。
2. 施工工艺(1)平巷施工:采用掘进、支护、出渣、测量、通风等工序进行。
(2)竖井施工:采用锁口施工、表土施工、基岩施工、支护、井筒装备等工序进行。
(3)斜井、斜坡道、天井施工:采用掘进、支护、出渣、测量、通风等工序进行。
3. 施工质量控制(1)严格执行施工规范和设计要求,确保工程质量。
(2)加强原材料、半成品、成品的检验,确保材料质量。
(3)加强施工过程中的质量监控,发现问题及时处理。
(4)做好施工记录,为工程验收提供依据。
4. 施工安全管理(1)建立健全安全管理制度,加强安全教育培训,提高员工安全意识。
(2)严格执行安全生产操作规程,确保施工安全。
(3)加强施工现场安全管理,消除安全隐患。
(4)做好应急预案,确保突发事件得到及时有效处置。
5. 施工进度管理(1)制定合理的施工进度计划,确保工程按期完成。
(2)加强施工进度监控,及时调整施工计划。
(3)优化资源配置,提高施工效率。
6. 施工成本管理(1)编制详细的施工成本预算,严格控制成本支出。
(2)加强物资设备管理,降低损耗。
(3)优化施工方案,提高施工效率,降低施工成本。
7. 施工环境保护(1)遵守国家环保法规,做好施工现场的环境保护工作。
(2)加强施工现场的粉尘、噪音、废水等污染源治理。
隧道断层破碎带施工方案及措施

隧道断层破碎带施工方案及措施
隧道洞身段Ⅳ、Ⅴ级围岩较多,围岩强度较低,在不利构造面组合切割作用下极易发生塌方现象,为保证隧道安全通过软弱围岩段,采取以下施工方法及措施:
(1)施工原则:早预报、先治水、管超前、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤量测,步步为营,以防为主,稳步前进。
(2)加强超前地质预报工作,切实掌握软弱地层的情况,包括宽度、填充物、地下水以及隧道轴线与节理构造线方向的组合关系,以便采取相应措施。
(3)及时施作喷、锚、网,并辅以型钢架加劲措施,及时形成封闭结构,仰拱和二次衬砌紧跟开挖。
隧道破碎带地段采用短台阶法开挖,风镐配合机械开挖,掘进循环进尺控制在0.5~1.0m。
采用爆破法掘进时,应严格掌握炮眼数量、深度和装药量,尽量减少爆破对围岩的震动。
(4)通过软弱破碎富水段时,必须先治水,治水采用排堵结合的治理措施,必要时用水泥-水玻璃双液注浆止水,控制渗漏水。
(5)采用超前注浆管棚加固围岩,及时施作喷、锚、网支护,并辅以格栅拱架加强措施,构成强支护体系,及时形成封闭结构。
(6)二次衬砌应尽早施作。
施工缝、沉降缝作特殊处理。
当衬砌混凝土强度达到规范要求强度后才能拆模。
(7)加强监控量测,根据位移量测结果,评价支护的可靠性和围岩的稳定状态,当量测结果显示围岩和支护体系变形异常时,须及时分析原因,及时调整支护参数,确保施工安全。
破碎带工程围岩超前锚杆加固施工方法

破碎带工程围岩超前锚杆加固施工方法矿山或其它地下隧道工程中,在破碎或松软岩层施工时,近年来国内外相继提出了很多岩层预加固的措施,从而使工人在保护下安全可靠地进行各种作业。
超前预加固技术因其相对于工程的施工为辅助施工措施,因此国内习惯上称作辅助工法,而国外多称预加固技术或地层处理技术,主要方法有:超前锚杆、管棚、超前灌浆和人工冻结法等。
超前锚杆具有操作简单、施工方便、成本低、作用效果快等特点而为施工单位首选,另外超前锚杆孔还能起到超前应力释放孔的作用,释放围岩应力。
尽管利用锚杆作巷道的永久支护是一项普遍使用的技术,但在破碎或松软岩层的工程中掘进时,利用超前锚杆作临时支护或辅助加固,保证工作面作业安全,则还是一项新技术,主要表现在机理不成熟,施工与设计凭经验等,甚至仍然使用径向锚杆永久支护的原理。
笔者认为超前锚杆支护在工程围岩加固中首先起到销钉作用,将破碎岩体组合,在拱效应的作用下形成一个拱型固结薄壳来支承上覆破碎或松散岩层。
尽管如此,超前锚杆加固在破碎带或松软岩层施工中还是取得了很多成就,本文将近二十年来超前锚杆及其联合支护施工方法的经验总结如下。
1 普通超前锚杆加固法对岩性相对好的Ⅳ类围岩,岩石强度.f>8的破碎带,通常采用普通超前锚杆辅助超前支护。
具体作法如图1所示,巷道掘进前,在工作面轮廓线上先沿巷道轴线方向,与该轴线成一定夹角钻孔装锚杆,该夹角也叫外插角,一般为5°~20°。
锚杆安装后在工作面钻眼爆破,作业时上部岩体得到超前锚杆加固。
图1 普通超前锚杆加固图通常,普通超前锚杆加固后,开始进行断面开挖施工,爆破后立即喷拱,其厚度不小于50mm。
在新鲜挖面上喷射混凝土,能及时对围岩提供抗力,并在可喷入裂隙的一定深度内,对岩体进行加固,以抵抗岩石的剪切,提高围岩的承载能力。
喷好拱后再出渣,即完成一次超前锚杆加固(辅助支护或临时支护),一般一次进尺可达1.5~2.1m。
为了不使爆破震坏超前锚杆支护层,喷完后到下次放炮的时间不小于4h,然后进行第二次循环,打眼爆破之后喷拱、出渣后,在前一循环的超前锚杆加固处,进行按常规打径向锚杆的喷锚联合永久支护(喷层厚度不能小于150mm),如图2所示,如此循环下去。
断层破碎带研究及矿井巷道掘进相应对策

断层破碎带研究及矿井巷道掘进相应对策摘要:随着我国的经济在快速的发展,社会在不断的进步,矿井巷道的掘进过程中经常会涉及过断层的情况,在此阶段需要合理选择相应的过断层方案以保证后续相关开采工作的顺利推进。
基于此,本文综合分析了断层的形成机理,总结了目前常用的过断层方法,以期推动巷道过断层技术的发展。
关键词:断层破碎带研究;巷道掘进;相应对策引言由于某煤业位于地质条件复杂的地区,通常在确定断层时运用单一的方法去判断断层的位置及走向,所以在本文的写作中,运用多种方法相结合进行综合分析,这样才能够准确判断断层的情况以及断层落差的高度,并且根据这些数据在具体的施工过程中加以注意,增加施工作业的安全系数。
1巷道连续掘进技术按照运输方式的差异,巷道连续掘进技术有连续运输及间断式运输等不运输方式。
连续式巷道掘进工作面通常锚杆机、采煤机、运煤车、皮带输送机等设备;间断式运输方式工作面通常配备有破碎机、锚杆机、铲车、连续采煤机、运煤车及皮带输送机等设备。
相对于其他的巷道掘进技术,连续式采煤机具有采掘合一的特点,在采割厚度较大煤层时,巷道连续掘进技术需要采用锚杆支护与采掘设备换位交替进行作业,提高了巷道掘进及锚杆施工效率。
从现场工作实践来看,巷道连续掘进技术相对于悬臂式巷道综掘技术作业成本更低。
但是巷道连续掘进技术也有其适用范围,该技术主要适用于工作面双行或者三巷掘进布置,不能在单巷掘进工作面运用,同时要求煤层赋存较为稳定,构造简单,因此,需要加强该技术适用性方面的研究,增加其适用范围。
2超前地质预测预报巷道掘进施工前,做好超前地质预测预报。
根据地质报告资料及邻近待掘巷道的已掘巷道各类已揭露的地质资料,分析研究待掘巷道掘进范围内地质及水文地质条件、构造、煤层及顶底板情况,特别是邻近巷道已揭露的断层特点及导水情况,从而分析出待掘巷道遇到已揭露断层的可能性和大概位置,提前做好相应决策。
同时,在巷道掘进过中做好地质资料收集,及时观测并绘制巷道素描图,掌握其特点和变化规律,分析研究是否存在隐伏断层,提前做好相应对策。
隧道强风化岩层施工方案

隧道强风化岩层施工方案1. 引言在隧道施工中,遇到强风化岩层情况是一种常见但也比较困难的情况。
强风化岩层的存在可能会导致隧道稳定性、岩石围护、施工进度等方面的问题。
因此,在施工前需要制定一套科学合理的施工方案,以应对强风化岩层带来的挑战。
本文将介绍针对隧道强风化岩层的施工方案,包括施工前的评估与分析、施工过程中的风险防控措施、施工方法与工艺等内容。
2. 施工前的评估与分析在进行隧道施工前,需要对强风化岩层进行评估与分析,以了解岩层的力学性质、稳定性以及可能存在的风险因素。
评估与分析的内容包括以下几个方面:2.1 强风化程度评估根据地质勘探资料以及现场钻探数据,对岩层的强风化程度进行评估。
可以采用五级评估法,将岩层划分为五个等级,从轻微风化到严重风化。
2.2 岩层力学性质测试通过进行岩心取样并进行室内试验,获取强风化岩层的力学性质参数,如弹性模量、抗剪强度、抗压强度等。
这些参数可以为后续施工方案的设计提供依据。
2.3 岩体稳定性评估利用岩土工程学方法,对强风化岩层的稳定性进行评估。
可以通过解析法、数值模拟法等手段,得出岩体的稳定性评价结果,为隧道支护方案提供参考。
3. 施工过程中的风险防控措施针对强风化岩层施工过程中可能出现的风险,需要制定相应的风险防控措施,包括以下几个方面:3.1 施工监测在施工过程中,进行岩体变形、位移、应力、水位等监测,及时发现问题并采取相应措施。
可以利用现代化的监测仪器和技术手段,实时监测施工现场的变化情况。
3.2 岩体支护设计方案根据前期评估与分析的结果,制定科学合理的岩体支护设计方案。
针对强风化岩层的特点,可以采用增强支护、钢筋网喷锚支护等措施,提高岩体的稳定性。
3.3 施工工艺优化优化施工工艺,减少对岩体的破坏和破碎。
可以采用先锚后挖、合理的爆破方案等方式,降低施工对岩体的影响。
4. 施工方法与工艺在施工强风化岩层的隧道时,需要选择适合的施工方法与工艺,以保证施工的顺利进行。
岩石风化防治措施

岩石风化防治措施一、概述乐山市沐川县金王寺水库右干渠工程,根据设计图纸,由隧洞 12座,长3.444KM,暗渠10处。
长1.429KM,渡槽1座,长190.64M,倒虹管1座,长285.31M,分水闸3座,放水洞1座组成。
隧洞洞身穿过地层岩性以粉砂质泥岩、强风化带、弱风化带为主且岩体较为破碎。
隧洞不良地质现象主要有坍塌、脱层、涌水等。
制定该措施的目的为防止块体滚落,雨水冲刷遭成垮塌,其次,为了降低风化营力的强度,以减慢岩石的风化速度。
二、对岩石风化防治措施首先,右干渠隧洞工程为了防治岩石风化,隧洞口周围采用锚杆和水泥灌浆加固,以加强岩体的完整性和坚固性,以防止该隧道的坍塌。
其次,为了降低风化营力的强度,以减慢岩石的风化速度,采用水泥涂抹在被保护岩石的表面,形成保护膜,阻止风化营力与岩石的直接接触,来保护隧洞周围的围岩强度长期不变。
最后,隧洞在挖掘过程中,对于强烈风化带,进行支挡、加固和防排水措施,以保证施工期间洞室围岩的稳定和工程的顺利完工。
三、滑坡与塌方1. 原因分析产生滑坡与塌方的因素(或条件)是十分复杂的,归纳起来可分为内部条件和外部条件两个方面。
不良的地质条件是产生滑坡的内因条件,而人类的工程活动和水的作用则是触发并产生滑坡的主要外因条件。
产生滑坡与塌方的原因主要有:1)、斜坡土岩体本身存在倾向相近、层理发达、破碎严重的裂隙,或内部夹有易滑动的软弱带,如软泥、粘土质岩层,受水浸后滑动或塌落。
2)、土层下有倾斜度较大的岩层,或软弱土平层;或土岩层虽近于水平,但距边坡过近,边坡倾度过大,在堆土或堆置材料、机械荷重和地表水作用下,增加了土体的负担,降低了土与土、土体与岩面之间的抗剪强度,而引起滑坡或塌方。
3)、边坡坡度不够,倾角过大,土体因雨水或地下水浸入,地下水掏空,或斜皮地段下部被冲沟所切,地表、地下水浸入坡体;或开坡放炮坡脚松动等原因,使坡体坡度加大,破坏了土(岩)体的内力平衡,使上部土(岩)体失去稳定而滑动。
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强风化带与破碎带围岩条件下井巷施工方法改进途径
作者:陈文阶
来源:《海峡科学》2009年第07期
[摘要]针对曲斗煤矿二号井井巷掘进过程遇到强风化带与破碎带等特殊条件,因地制宜并适时采取相应的技术手段和施工方法,实现了煤矿基建工程的顺利安全施工。
[关键词]煤矿特殊围岩井巷施工方法
1引言
1.1 工程简况
曲斗煤矿二号井位于新开发的上姚矿区东部,该项目是福煤集团公司中型煤矿建设项目之一,基建工程施工任务由天湖山能源实业有限公司承担。
1.2 工程地质条件
由于二号井所在的上姚矿区其受到后期地质作用比较剧烈,大小断层相伴出现,加上长期的强风化作用影响,致使矿区内一些地段围岩十分松软破碎,形成大量的强风化带、破碎带,表现在强风化带、破碎带交会,构造及风化节理密集,形成大小不一的分离体并多充填泥,甚至出现石夹土状或土夹石状。
像如此松散破碎且影响范围之广的围岩条件,这在天湖山矿区煤矿建设史上还是不多见的。
1.3 施工中面临的困难
虽然上姚矿区紧邻天湖山矿区,但两个矿区工程地质条件差异甚大,加上曲斗煤矿二号井是上姚矿区首个基建矿井,施工单位对在这类特殊围岩条件下的施工经验比较缺乏,基本沿用常规施工方法,施工初期曾多次发生较为严重的冒顶。
如+569~+395暗斜井上部车场,设计车场长度140m中有三分之二长度处于强风化带,由于围岩极度松散,在施工过程中冒顶不断,最严重的冒落区冒落高度超过15m,接近车场设计掘进高度的4倍;再如首采区+400~+680上山道的中上部+592~+610附近由于受断层切割影响,受影响最严重的副上山有30多米巷道冒落区波及到顶和邦,冒落高度接近12m,宽度达到10m,是设计掘进断面的3~4倍。
大量冒顶片邦的出现,不但增加出碴工程量,影响工期,增加单位工程投资,又增加了施工过程的不安全因素,给井巷施工带来重重困难。
显然,在如此恶劣围岩条件下,若继续沿用常规施工方法已很难胜任二号井井巷工程施工任务,所以改进常规施工方法已显得十分迫切。
2井巷施工方法改进途径
2.1 针对不同围岩条件制定相应的应对措施
要认真分析研究井田地质构造及围岩变化规律,制定针对施工过程遇到强风化带与松软破碎围岩时的应急措施。
在施工过程中,一旦发现围岩有逐步变软、变松散迹象,必须杜绝侥幸心里,立即启动相应的应对措施,通过采取缩小循环进度,调整钻爆参数,如采取打浅孔、少装药、甚至采取多打空眼以及改变支护方式等措施,把冒顶造成的影响降到最低限度。
2.2 不同断面采用不同的施工方法
2.2.1插板法(撞楔法)
对于小断面(断面S2)井巷掘进,可采用插板法(撞楔法)通过强风化带与破碎带。
施工时在巷道掘进接近松软破碎围岩时,必须紧贴迎头架好矿工钢支架,并对迎头外10m所有支架进行加固(支架间搭接好拉杆、上紧撑木),再从棚梁上部及棚腿两侧分别打入一排前端尖形的超前木板(或前端削尖的园木、无缝管等)并尽量超越迎头,形成一个人工假顶把松散的石碴托起,然后迎头每推进(采用风镐挖掘或打浅孔放小炮推进)一段把木板再打入一段, 当迎头推进可架设一架棚的位置后(这时宜缩小棚距)立即架好棚子,并上好拉杆、撑木。
如此循环,使巷道顺利穿过松软破碎围岩地段。
插板(园木、无缝管)视围岩块度大小决定疏、密,如果块度较大可适当加大木板(园木、无缝管)间距,如果块度小则应加密,如果冒落石碴之中夹有大块的岩块,木板或无缝管无法打入,可用长钢钎代替,通过风钻顶入。
如曲斗二号井首采区上山巷在往上施工过程中,由于遇到断层破碎带并伴有较大淋水而形成大冒落区无法往上施工,而后转为从上部往下施工,在接近该破碎带时正是采用此法顺利实现该上山巷的顺利贯通;还有首采区+625区段车场掘进施工过程中正是认真吸取了+650区段及+600区段车场掘进施工碰到F1断层且准备不足产生冒顶的教训,及时分析现场地质情况,将准备工作做在前面,在接近该断层时采取插板法施工,顺利通过断层,没有发生大冒顶。
因为这种施工方法是一种临时支护措施,所以这时的掘进断面必须考虑过后进行砌碹永久支护时无须再刷大而可直接架设碹胎的需要。
这些地段砌碹支护多采用现浇砼,作业时对已架设的矿工钢支架一般不予拆除,而是被现浇砼包裹住,以增加这些地段的支护强度。
如果单从表面看,采用上述施工方法其单位工程造价比较高,但如果与施工过程出现冒顶片邦,再投入大量人力、物力、财力、时间处理冒落区相比,上述施工方法仍是可取的。
2.2.2掏硐法
对于井巷掘进断面较大(断面S>8m2),不适宜采用插板法,这时可采用掏硐法通过强风化带与破碎带。
施工时先沿巷道两侧一前一后分别掏硐砌墙,然后掏硐砌拱,最后才掏挖掉中下部岩柱。
为了最大限度地控制围岩暴露面积,缩短围岩暴露时间,施工时都采取短段掘砌的方式进行,每次掏硐深度控制在1m以内,而掏硐断面的大小以能满足人员操作为原则,掏挖方式同样只能
采用风镐挖掘或打浅孔放小炮。
曲斗二号井首采区在断面较大的巷道、车场、硐室穿越强风化带与破碎带的施工过程中正是采取了掏硐法,降低了井巷掘进面初期的支护难度,为工作面的正常支护赢得宝贵的时间,实现了工程的安全顺利施工。
如首采区风硐处于表土风化层,断面达29.1m2,刚开口第1m采用全断面掘进,放炮后造成上部塌方,之后及时改变施工方法,采用掏硐法进行施工后,较为顺利地完成了施工任务。
3结语
井巷掘进过程遇到强风化带与破碎带等特殊条件是客观存在的,只有正确面对并加强对井田工程地质条件及围岩变化规律的分析研究,摒弃经验主义,因地制宜并适时采取相应的技术手段和施工方法,实现基建工程安全、质量、投资、工期“四大控制”目标是可能的。