论松散破碎围岩巷道施工技术
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。
铁路松散破碎围岩隧道防塌控制技术

铁路松散破碎围岩隧道防塌控制技术摘要:隧道施工中经常遇到破碎围岩而发生塌方及掌子面涌出、坍塌的事故。
一旦塌方灾害发生,不仅影响工程进度,而且影响施工企业形象;若处理不当,将遭受更大损失,如塌方频繁发生,或留下隐患。
提出一种新型隧道防塌控制技术—“双曲拱”耦合支护技术,支护效果表明该技术可靠性强,能有效控制隧道顶板坍塌,具有很好的经济效益和社会效益。
abstract: often fractured surrounding rock in tunnel construction and face the collapse and gushing, collapse accident.once the landslide disaster, not only the project,but construction corporate image;if not handled properly,will suffer more losses, such as landslides are frequent,hidden or left.made a new tunnel collapse prevention control technologies-”double-curved arch” coupling supporting technology, supporting effect indicates that the technical reliability, can effectively control the tunnel roof collapsed, with good economic and social benefits.关键词:松散破碎围岩;防塌;控制key words: incompact and fractured surrounding rock;anti-sloughing;control中图分类号:tu74 文献标识码:a 文章编号:1006-4311(2013)05-0101-031 工程概况该隧道为某新建客货共线时速为160km/h的并行两座单线电气化铁路隧道。
巷道围岩松动圈理论

围岩松动圈的理论一、隧道围岩的松动圈的形成及物理状态假设在地表下H深处有一个小岩石单元(图1),在空间开挖前,这一单元处于三向应力完好稳定状态。
当在其左侧开挖一空间后,水图1 隧道围岩的物理状态平应力H1解除,单元变成二向受力。
这时这个单元的应力产生两个方面变化:一是由于三向应力变成二向应力状态,单元强度发生下降;二是由于应力的转移,所开挖的空间周边附近应力集中,使单元上受力增加。
如果单元所受应力超过其强度,单元1将发生破坏,使其承载能力变低,发生应力向深部转移。
这样相邻单元2开始面临单元1相似的情况,有一点不同的是单元2的水平应力H2,由于单元1的存在将不为零,但数值很小,所以单元2的强度略高。
如果这时单元2上作用的应力仍大于其强度,则单元2又将发生破坏,使应力再次问深部转移。
单元破坏应力转移,其应力集中程度有所减弱,而径向应力有所增加,最后到单元n时,其单元上所受应力小于其三向应力极限强度,则单元只产生弹塑性变形而不发生破坏。
这样的变化结果,使得在单元1至单元(n-1)之间的岩石处于破坏状态,而从单元n开始向外,岩石处于弹塑性变形的原岩完好状态。
这样的情况同样发生于所开挖空间的各个方向,所以,在这个空间的周围形成了一个破裂区。
围绕开挖空间的这一破坏区域一般为环状;对于塑性岩石,在破裂区外应力接近岩石的强度,但小于岩石强度,围岩处于塑性状态;再往外应力低于岩石的塑性屈服应力,围岩处于弹性状态,形成了一般所说的围岩中的四个区(图2)。
对于煤矿煤系的岩石,多数的全应力——应变曲线塑性段并不明显.即没有明显的塑性区。
从外向隧道内,对应于岩石的全应力——应变曲线,可把围岩分成三个区:弹性区、破裂膨胀剧烈区、破裂膨胀稳定区。
图2 隧道围岩的典型物理力学状态处于弹性状态的围岩,由于其仍然具有承载能力,所以可以保持自稳。
而处于破裂状态的围岩,由于发生了碎胀破裂,其表面将丧失自承能力,如不进行支护将会产生失稳,所以,破裂区是支护的直接对象,是解决支护问题的关键所在。
巷道过断层破碎带施工技术及安全措施

巷道过断层破碎带施工技术及安全措施摘要:地质构造是矿井巷道开掘施工重要影响因素之一。
其中巷道掘进过程中遇断层破碎带,受构造应力和原岩应力作用,断层构造发育范围内围岩整体性遭受破坏。
在原生裂隙的基础上产生次生裂隙,促使巷道围岩强度降低、易破碎,掘进时围岩矿山压力显现剧烈,导致巷道围岩发生塑形破坏,顶板变形失稳严重,影响矿井的安全生产。
工程实际中应选择合适的过断层方案,并采取有效的支护方案与安全管理措施,以保障矿井巷道在生产过程中安全使用。
关键词:巷道;过断层;破碎带;施工技术;安全措施1工程地质与水文地质概况1.1工程地质概况某铁矿区内断裂构造较发育,纵向断裂有船底山断裂带(F1)和西部断裂带(F2),横向断裂有青山街~豹子山断裂带(F3)及F4~F10等小断裂。
船底山断裂带(F1)出露在背斜轴部,断层角砾呈棱角状,岩屑和硅质胶结,强烈镜铁矿化。
西部断裂带(F2)由南向北落差逐渐减小,沿断裂带有岩脉侵入及较强矿化和蚀变、地温变化相对强烈、赋矿层位出现挠曲。
F3断裂带位于矿区南部,其胶结物为岩屑和硅质,具有强烈镜铁矿化和黄铁矿化的特征,普遍见有重晶石。
成矿后期断裂带主要有F4,F5,F6和F7,为正长细晶岩脉充填,该组断裂破坏矿体,但位移不大。
1.2水文地质概况区内含有第四系全新统孔隙含水层、岩溶裂隙和基岩裂隙含水层等。
在钟姑复式背斜中,次一级背斜构造较发育,使轴部完整岩石破碎,产生裂隙,透水性增强,形成储水构造。
一般单位涌水量为1.849~4.105L/(s•m),渗透系数为1.833~9.91m/d,最大单位涌水量为8.204L/(s•m),渗透系数为10.89m/d。
含水层岩性以黄马青组下段杂色砂页岩为主,两翼岩层透水性有所减弱。
2巷道过断层合理掘进施工与支护技术2.1巷道过断层合理掘进施工技术当断层处围岩非常软弱破碎时,要采取超前管棚进行超前预加固措施和台阶法施工。
首先通过钻孔揭露待掘地段岩层及超前预加固效果,然后在超前钻孔内安装超前管棚,喷浆封闭后再利用超前管棚进行注浆加固,最后在形成的超前管棚结构维护作用下进行巷道掘进和支护施工。
松散破碎围岩锚注在返修巷道中的研究应用

有效组合拱且注浆锚杆本身为全长锚固, 它将多层组
合拱联 成一 个整 体 , 同承 载 , 大 了支护 结 构 力 的 共 扩
是已被破坏的岩体 , 浆液 只能提高软弱面的强度, 对
于 岩块 强度 的提高 没有作 用 , 因此锚 注 支护不适 宜裂
步松动。通过向破碎围岩中注入浆液 , 围岩与原 使
岩形成一个整体 , 提高了岩体的强度 , 形成 自动支护 , 承载体厚度大 , 受力均 匀, 避免应力集 中。在修复过
程中, 不受 超 高限制 , 以直接 利用 自然平衡 拱原 理 , 可 锚 固拱 外 围岩 , 全 系数增 大 , 安 有利 于施 工安 全 。
维普资讯
第 5期
20 0 7年 5月
・
山 西 焦 煤 科 技
S a x k n a c e c h n iCo i g Co lS in e& Te h o o y c n lg
No. 5
Ma . 0 7 y2 0
试验研究 ・
松散破碎围岩锚注在返修巷道中的研究应用
题 日益 突 出 , 特别 是巷 道 处 于 深 部 时 , 然 沿 用 传 统 仍
的拉应力和压应力 , 了支护结构的承载能力 , 提高 扩
大了支护结构的适应性。 5 作用在拱顶上 的压力能有效传递到底板。由 ) 于组合拱厚度的加大 , 减小 了作用在底板上的荷载集
中度 , 而减弱 底板 岩 石 中 的应 力 和 塑性 变 形 , 轻 从 减 底臌 。且底 板 的稳定 , 有助 于两墙 的稳 定 , 底板 、 在 两 墙 稳定 的情况 下 又能保 持拱 顶 的稳 定 。
浅析在围岩破碎的巷道提高瓦斯抽采钻孔的施工质量

浅析在围岩破碎的巷道提高瓦斯抽采钻孔的施工质量袁店一井煤矿是高瓦斯突出矿井,采煤工作面的准备顺序是先施工底抽巷工作面,通过条带解突钻孔消突后施工煤巷,然后在煤巷施工顺从钻孔进行面内消突后,方可进行工作面回采。
工作面准备时间长,为了缩短准备时间,工作面切眼向外200m,提过从底抽巷施工面内穿层钻孔预抽。
1035风巷底抽巷支护形式为锚网喷,属于一巷两用,服务过已回采结束的1033工作面,受采动影响巷道围岩破碎,裂隙发育,现我单位在1035 风巷底抽巷施工1035面内穿层钻孔(30组每组2列13个孔)。
施工第1组面内穿层钻孔结束,围岩裂隙造成漏气,抽采瓦斯浓度很低,达不到设计目标。
为提高瓦斯抽采钻孔的施工质量,对施工工艺进行改进:围岩注浆由深孔注浆改为采用先浅孔注浆,再深孔注浆;封孔长度由16m加长到23m。
关键词:围岩注浆、加长封孔一、装备与施工前准备工作:1、采用ZDY3200S型钻机施工,金刚石复合片钻头,钻杆直径73mm,钻杆150米,孔径113mm。
2、生产管理部组织验收打钻地点永久性支护,保证施工地点无冒顶,无片帮。
现场排水系统畅通,有风、水管路。
3、瓦斯抽采管路延接到位。
4、通风区在钻机下风侧5~10m处安装瓦斯传感器,其报警点浓度设置≥0.5%,断电点浓度设置≥0.5%5、测量组必须提前放好钻孔施工方位基准线,按设计点好眼位。
6、安装视频及照明灯,钻孔施工现场悬挂施工图牌板,前后10m范围内悬挂警戒网。
二、围岩注浆:为了防止在钻进过程中,因水排渣,开孔时易造成孔口岩石片帮,防止孔内反水沿整个巷道裂隙流淌,造成孔内排渣不畅,易堵钻头甚至发生抱钻事故;对后期抽采钻孔封孔封不严,易漏气的问题。
采用先浅孔注浆,再深孔注浆。
注浆水灰比1:1.5,注浆水泥采用采用高标号(Po42.5普通硅酸盐)水泥。
1、先浅孔注浆流程:风锤施工2.4m→下φ25mm注浆锚杆固定→注浆;采用中空螺纹注浆锚杆对巷帮注水泥浆,注浆锚杆选用φ25mm钢管加工,注浆锚杆长2.5m,杆体上顺序钻有φ6mm注浆孔,注浆锚杆间排距1000mm,采用快干水泥封孔,注浆压力1.5MPa,稳压时间3~5分钟。
松散破碎围岩开拓大巷支护技术的研究与应用

《 阳煤 科 技 》
松散破碎 围岩开拓大巷 支护技术 的研 究与应用
一
矿
翟鹏 兴
王 金 亮
摘
要
本文 针 对 一矿 北 丈 八井 北 翼开 拓 大巷 在 1 下 方掘 进 过程 中 , 5煤 由于 围岩松 散破
碎, 顶板 经 常超 前 塌 落 , 道 支护 变形严重 等 问题 , 出 了超 前注 马 丽散 胶 +锚 网棚 喷 支护 巷 提
锚 索 支护 原理 同锚 杆支护 原理 相 同 。
l 一 0
《 阳煤 科 技 》
( ) 索数 目的确 定 : 3锚
N =KW / P ̄ () 3
20年第4 07 期
式中: ——锚索数 目; N
K—— 安全系数 , 一般 取2 ; P ——锚 索 的最 低破 断荷载 ,4 .k 断 202 N;
的支护 效果 。
允许浅部围岩有一定的变形 。 及时喷射的砂浆喷
层 对 围岩 起 了有 效 的封 闭作 用 , 围岩 强度 长 期 使 保 持在 一 个较高 水平 。 这 样 由喷 层——锚 索—— 金属 网—— 铁棚 一
一
2 松软 岩 层开拓 大巷地 质概 况
.
试验地 点位于一矿北丈八井北翼运输大巷 ,
破 碎造 成 。 若在巷 道未 开掘 以前 , 首先 超前 注马 丽 散 胶 , 用锚 索 将破碎 围岩 穿起来 , 用马 丽散胶 并 利 的凝 聚 力 和 锚索 预 紧 力提 前对 围岩 实施 加 固 , 使 破碎 围岩 与 稳定 岩 层 咬合 在 一起 , 高 围岩 破 坏 提
棚、 全锚索等支护方式, 但都未能从根本上解决巷
技术, 有效地控制了 巷道变形与顶板塌落问题。
软弱及破碎围岩隧道光面爆破技术探讨

软弱及破碎围岩隧道光面爆破技术探讨公路隧道在软弱及破碎围岩隧道条件下采用光面爆破开挖,与传统的分部分块开挖方法比较,减少了对围岩的扰动次数,简化了工序,使围岩的变形得到有效的控制,能保证安全施工。
同时可以有效地减少超欠挖,提高掘进速度,经济效益明显。
本文主要分析了光面爆破及其破岩机理、特点,并介绍了某公路隧道工程在软弱围岩地段隧道爆破施工技术,分析了光面爆破设计及施工方式。
标签软弱及破碎围岩;光面爆破;设计;施工一、光面爆破及其破岩机理、特点(一)光面爆破光面爆破是先爆除主体开挖部位的岩体,然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包,将光爆层炸除,形成一个平整的开挖面,是通过正确选择爆破参数和合理的施工方法,达到爆后壁面平整规则、轮廓线符合设计要求的一种控制爆破技术。
它与传统的爆破法相比,最显著的优点是能有效地控制周边眼炸药的爆破作用,从而减少对围岩的扰动,保持围岩的稳定,确保施工安全,同时,又能减少超、欠挖,提高工程质量和进度。
(二)光面爆破的破岩机理光面爆破的破岩机理是一个十分复杂的问题,目前仍在探索之中。
尽管在理论上还不甚成熟,但在定性分析方面已有共识。
一般认为,炸药起爆时,对岩体产生两种效应;二是爆炸气体膨胀做功所起的作用。
光面爆破是周边眼同时起爆,各炮眼的冲击波向其四周作径向传播,相邻炮眼的冲击相遇,则产生应力波的叠加,并产生切向拉力,拉力的最大值发生在相邻炮眼中心连线的中点,当岩体的极限抗拉强度小于此拉力时,岩体便被拉裂,在炮眼中心连线上形成裂缝,随后,爆炸产物的膨胀作用使裂缝进一步扩展,形成平整的爆裂面。
(三)光面爆破的特点1、隧道成形规整,应力分布均匀有利于围岩稳定,从而提高围岩自承能力。
2、对围岩的扰动范围小,相应的炮震裂缝少,从而增加施工安全性。
3、光爆成形规整,有利于施作锚喷支护。
4、节约材料,降低工程造价。
尤其是减少超欠挖,可大大减少衬砌砼超灌量。
二、光爆技术在软弱及破碎围岩隧道中的应用(一)工程概况高平至沁水段高速公路阎家庄隧道位于黄土覆盖低山区,隧道为分离式隧道,全长3620m。
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施 工 巷 道 的 预 测 地 质 剖 面 图 .并 在 图上 标 出可 能 出现 的 涌水
点 及 涌 水 量 。② 预 测施 工 可 能 穿 过 的 断 层 破 碎 带 等 地 质 构 造
不 稳 定 的 岩 层 情 况 。( 预 测 可 能 涌 水 地 段 围岩 的 物 理 特 性 和 涌水 对 施 工 可 能 产 生 的影 响 。( 预 测 其 他 方 面 的地 质 因素 。
挤 出 的 现 象
2 . 2 . 1 钻 爆 技 术
( 1 ) 地 质特 点 。因地 处长 江 中游 , 水 网 密布 , 地 质 特点 比较 复 杂 。特 别是 江 河 湖岸及 池 塘 冲积 、 淤积 层 等地 质 结 构 比较 普遍 , 再 加 上 湖 北地 区特 有 的水 田 密布 的情 况 . 软 土的 含水 量 比 较 大 . 扰 动 后容 易液化 , 呈液 态状 流 动 . 松散 破碎 围岩 的情 况非 常 多。 ( 2 ) 施 工 特 点 。 因为 松散 破碎 围岩 的 特 点 , 巷 道 在 施 工 时 也 极 容 易 出现 问题 。 ① 容 易 出现 崩 塌 , 施 工队 在 洞 口的 施 工 容 易 引起 滑 动 , 进 洞 施 工 比较 困难 : 软 岩 的 承 载 力 比较 差 . 在洞
钻 爆 法是 巷 道 施 工 中 比较 常 用 的 方 法 . 它 的效 率 比较 高 . 但危险性比较大。 特 别是 在 松 散 破 碎 围岩 巷 道 内施 工 . 若 采 取 般 的 钻 爆 技 术进 行 爆 破 , 是 很 容 易发 生 巷 道 垮 塌 、 冒顶 的 。 所 有钻 爆 的设 计 是 非 常重 要 的 环 节 ,我 们要 根 据 工 程 的 地 质 条件、 开 挖 断 面爆破 材 料 和 出渣 规 划 、 起 爆 方 法 和 爆破 顺 序 等 多方 面 的 因 素 来 综合 考虑 问题 。我 们 对 钻爆 设 计 和控 制进 行 认 真研 究 . 可 以减 少爆 破 对 围岩 的 扰 动 和 破 坏 , 有 利 于 工 程 顺
引 言
巷 道 施 工 涉及 到 能 源 交 通 、 土木 、 水 利 水 电 等 多个 工 程 领 域 .巷 道 工程 的稳 定性 问题 一 直 以 来 也 是 我 们 在 开 发 利 用 地 下 空 间 资 源 和 利 用 地 下 空 间过 程 中经 常遇 到 的 问题 之 一 . 所 以做 好 巷道 施 工特 别 是松 散 破 碎 围 岩巷 道 的 施 工 研 究 就 显 得 异 常 重要 巷 道 工程 的稳 定性 问题 包括 工程 围岩 的 稳 定 性 和 支 护稳 定 性 两 个 方 面 。 其 中 围岩 是 够 稳 定 . 会 直接 影 响 到 地 下
望 能 为 本 地 区松 散破 碎 围 岩 的施 工 提 供 一 些 参 考 。
【 关键词 】 松散破碎 围岩 ; 巷道 i 施工技术 【 中图分 类号 】 T D 2 6 3 【 文献标识码 】 A 【 文章编号 】 2 0 9 5 — 2 0 6 6 ( 2 0 1 5 ) 0 7 — 0 1 1 1 - 0 2
2 . 1 . 2 地 质 探 测
在 巷 道 施 工 的 过 程 中 。我 们 通 过 地 质 超 前 预 报 系统 获 得 前方岩层 的参数 , 以便 制 定 合 适 的 施 工 方 法 , 避免 造成损 失。 主 要 方 法 有 以 下 两种 : ① 坑 内钻 探 法 。 主要 适 用 于在 巷 道 施 工 工程 的 设计 与施 工 管理 ; 支护 结 构 是 否 稳 定 , 涉及 到 地 下 工 程 至 距 离预 测 不 良岩 层 不 到 2 0 e a 的情 况 。 计 算 出 涌 水 量 和 水 r 结构的设计、 施 工 及 其 在 其 设 计服 务 年 限 内 的安 全 使 用 问 题 压, 以便 绘 制 出探 测 范 围 内的施 工剖 面 图 。 ② 凿岩 机 具 超 前 孔 1 松散破 碎围岩 巷道的特 点 法。 主 要 适 用 于 中硬 岩 的探 测 , 能 够 准 确判 断 工作 面前 方 的 岩 与 一般 巷 道 施 工相 比 ,湖 北地 区的松 散 破 碎 围 岩 巷 道 具 层 变 化 及准 确 的 地 质 信 息 。 顶板 极 易垮 落 , 控 顶 比较 困难 。 在施 工 时 。 技 术要 求 高 。 安 全 管 2 . 2 施工 过程 中 的相 关 技术 理 的 难 度特 剐 大 。 同 时 , 在遇到水 时, 容 易使 巷 道 出现 膨 胀 和
工 带 来 了 严 重 的 威 胁 。同 时 , 在 这 类 围 岩 中施 工 , 如 果 方法 不 正 确 , 会 导 致 工 程 的 施 工 进 度 缓慢 和 施 工 成 本增 加 , 影 响 到工 程 的稳 定 性 。一 直 以 来, 巷 道 的 施 工 稳定 问题 , 一都 是 我 国矿 山生 产 等 领 域 的 主 要 问题 之 一 。 湖北 省地 处 中 国 的 中部 , 位 于 长 江 中游 , 全 省 山地 面 积 较 多 , 因 此 遇 到 的 巷 道 施 工 情 况较 多 , 松散 破 碎 围岩 巷 道 施 工 的情 况 也 不 少 。 笔 者 多 年 从 事 巷 道 施 工 的研 究 , 在 广 泛现 场 调 查 的基 础 上 , 分 析 了一 些 松 散 破 碎 围 岩 巷 道 的 地址 特 征 、 地 址 分布 及 工 程 稳 定 性 的 关 系 , 找 出 影 响 巷 道 围 岩 及 其 支 护 结构 稳 定 性 的 主 要 原 因 , 并 提 出 了一 些施 工 方 面 的 建 议 , 希
L o W C A R B o N Wo R L D 2 o l 5 , 3
能源 ・ 地矿
论 松散 破 碎 围岩巷 道 施 工 技 术
刘 振雄 ( 湖北坤翔建设工程有限公司, 湖北 十堰 4 4 2 0 0 0 )
【 摘 要 】 松散破碎围岩是各 类地下 施工中经常遇到 的不 良岩层 , 在 这类围岩中进行巷道施工 , 经 常会 出现围岩 冒落或垮落的危 险, 对工程施