矿井建设工程中软岩巷道掘进的施工技术
大断面软岩巷道一次成巷快速施工技术研究

大断面软岩巷道一次成巷快速施工技术研究摘要:针对常村煤矿1110岩石集中巷施工对软岩爆破技术、支护技术、劳动组织进行研究,总结了一整套大断面软岩巷道一次成巷快速施工技术。
关键词:光面爆破支护劳动组织前言:目前我国大多数煤矿都面临着软岩巷道掘进效率低的问题,特别是大断面软岩巷道施工,由于进行大断面岩巷施工过程中易发生掉顶、片帮事故,巷道成型极难控制,巷道施工后易发生底臌、两帮内挤、顶板下沉、浆皮开裂现象,巷道前掘后修现象较为普遍,严重影响岩巷掘进速度。
目前由于各个煤矿的具体条件不同,国内外也没有统一成型的整套施工技术。
只有在具体条件下具体分析其围岩应力性质机理,采取相应的施工方式、支护方法和措施,才能取得良好的效果。
因此,研究大断面软岩巷道爆破及支护技术,从而降低巷道翻修率,提高掘进效率是应当亟待解决的问题。
本文针对常村煤矿施工的断面为4.2×3.5m1110岩石集中巷进行施工技术研究,以选择合理的整套软岩巷道快速施工技术。
1.地质概况1110岩石集中运输巷为先期为1110工作面运输巷,满足1110工作面回采时的煤炭运输、通风、行人、运料需要;后期为西翼总回风巷,其服务年限为矿井西翼回采结束。
该巷西部与11采区第四中部车场相连,北部为未开采区,南部为1106工作面;东部为1107工作面,西为设计的西翼13采区。
1106工作面与该巷相距100m,在施工中不会对该巷产生较大影响。
该巷为穿层巷道,穿过的岩层主要有砂岩、泥岩、沙质泥岩、l7灰岩、l8灰岩。
但大部分区段为砂质泥岩,地层构造非常复杂。
2.爆破施工方案软岩巷道的光面爆破不同于稳定岩层的光爆,其主要原则是:按照巷道设计轮廓线成形,尽量减少炮震裂隙,但不需要眼痕率的要求。
根据此原则,软岩巷道光爆施工,周边眼采用不耦合单段空气柱式装药结构,利用药卷巷与孔壁间的换装空气间隙,药卷与炮泥间的轴向空气柱,来缓冲爆炸作用于孔壁的冲击力,使之等于软岩在多向应力状态下的抗压强度,即在炮眼周围不产生粉碎区,并尽快形成相邻周边孔间的贯穿裂缝,从而控制围岩裂隙的发展。
煤矿软岩巷道掘进支护技术研究

中 州煤 炭
总 第2 1 8 期
煤 矿 软 岩 巷 道 掘 进 支 护 技 术 研 究
董开 封 , 丘 富旺
( 河 南能 源化 工集 团 永煤 公 司 新桥 煤 矿 , 河南 永城 4 7 6 6 0 0 )
摘要 : 分 析 了软 岩 巷 道 围岩 变形 破 坏 特 征 及 原 因 , 根据 软岩巷道 破坏 机理 , 对 刘 庄 矿 一5 6 0 m开拓 大巷 采用
关键词 : 软岩巷道 ; 破 坏机理 ; 支 护优 化 ; 矿 压 观 测 中图分类号 : T D 3 5 3 文 献标 志 码 : A 文章编号 : 1 0 0 3— 0 5 0 6 ( 2 0 1 4 ) 0 2~ 0 0 0 7— 0 2
Re s e a r c h o n S up po r t i ng Te c h no l o g y f o r S o f t Ro c k Ro a d wa y Dr i v i ng i n Co a l Mi n e
Байду номын сангаас
1 工 程 概 况
正在 掘进 的刘 庄 矿 一 5 6 0 m 开 拓大 巷 , 轨道巷 、
收缩严 重 , 增 大 了通 风 阻 力 , 减 小 了行 人 安 全 距 离 ;
巷道 也 出现 冒顶 掉 渣 的 现 象 , 严重危及人身 安全。 基 于 以上 情况 , 改 善巷 道支 护质 量尤为 迫 切 。
D o n g K a i f e n g , Q i u F u w a n g
( X i n q i a o C o a l Mi n e , Y o n g c h e n g C o a l C o m p a n y , H e n a n P r  ̄i n c e E n e r g y a n d C h e m i c a l G r o u p C o . , L i d . , Y o n g c h e n g 4 7 6 6 0 0 , C h i n a )
浅谈后所煤矿软岩巷道设计与施工

主 应 力 一般 为 水平 方 向 ,并 且 与 开采 标 高成 一 支 架 , 大 大地 降低 了巷 道 的 维修 率 。后 所 矿 区 次 线 性 关 系 ,开采 水平 越 深 ,岩 层 作 用在 巷 道 二 井田的C . 煤层 在 地 壳运 动 中被 冲蚀 , 因 ̄ 16 L 0
后矿 煤矿 的 开拓 、开 采巷 道 主要 布置 在 新 生
界 第四 系 () Q 、第三 系 () 中生界 下三迭 统 飞 N、
仙关组 (1 T) 、卡以头组 ( K 、龙潭煤组 ( L 、 F) 2 P) 2
膨胀软化。岩石主要物理力学性质见表一。
表一
— —
岩 石 主 要物理 力 学性 质指 标
软岩巷道优化设计、断面形状及 支护材料选择 、 拓 巷 道 的 布 置 层 位 进 行 充 分 细 致 地 研 究 。尽 量 施 工工艺等方面做 了大量的尝试 。根据后 所煤 选择 布 置 在 较 稳 定 、 坚硬 的 岩 层 中。 矿 井 开拓
矿 两 个 生 产 矿 井 多年 来 的 工程 实践 , 总 结 了软 巷 道 及 主 要 采 准巷 道 的布 置 不仅 要 满 足 生产 的 岩 矿 井 在 设 计 与 施 工 中有 效 支 护软 岩 巷 道 的 一 需要 ,还 要 满足 技 术上 的 需要 ,力 求在 技 术 上
的现 状 及 多年 来 的 工 程 实践 ,探 讨 软 岩 巷 道 在 中。主要含煤地层为龙潭组, 主要开采c、c、C 。 5 L ' 、
浅谈软岩巷道支护技术与应用

米村矿2 扩大 区轨道石门车场为半 圆拱型断面 , 6
2 .软岩巷道多表现为巷道四周受压 ,且为非对称 性,巷道开挖后不仅顶板变形易冒落 ,巷道两帮也容易
出现外 鼓和 冒落 ,同 时也有 可 能产 生强烈 的底 膨现 象 。
净宽3 0 m 8 0 ,净高3 0 m 0 0 ,壁 厚10 m 5 m ,全长 约6 m 0 。巷 道周 围存在老巷较 多,围岩破碎 ,所穿岩层为泥岩 、
3 .软 岩巷 道 变 形 随矿 升 的开 采 深度 增 加 而 增
术 、成本等方面都具有优 势,因此,多媒体调度通信
将 是 未 来 电力 系 统 调 度 通 信 的发 展 趋 势 。l 盔 ,
参考文 献
【 郭经红.软交换 平台在 下一代 电力通信 网络 中的应 用 I. 1 ] J ]
坏 。这 时 如果 用 不适 应 软岩 大 变 形 的 刚 性支 架 ,将 很
断 的提高 ,如锚 网喷一锚索 、架棚 喷浆一 注浆等联合
支护技术 的逐 步发展 成熟,使得巷 道支护有效地得到
改善。
一
快被压垮 ,所 以支护时必须根据这一特点,要在控制
下 允许 软 岩 一 定 的变 形 量 出现 。
杆数量 ,实行多打锚杆 ,使顶 部围岩形成整体 。
三、软岩 巷道 的支护要 求及对 策
根据软岩 的特 点,在支护方面不 能单纯提 高支 护 刚度 的方法 来提 高支护 效果,单 纯提 高支护 刚度会使 巷道 支护体 系迅速遭 到破 坏,经常造成 前掘后翻的局
面 , 再 者 单 一 支 护 方 式 不 能 更好 的 发挥 支 护 作 用 。软 岩巷 道 支 护 是 支 护 结 构 和 围 岩 结 构 相 互 调 节 , 相 互 控
煤矿巷道软岩工程特点及支护技术的探究

煤矿巷道软岩工程特点及支护技术的探究摘要:矿山开采过程中,矿井巷道软岩石支护,特别是高应力软岩巷道深部的支撑,是矿井安全生产面临的一个重大难题。
随着煤矿生产的发展和深度的提高,煤矿巷道的软岩支护问题越来越严重。
煤矿井下的软岩石问题对矿井正常高效生产具有重要的作用。
本文阐述了软岩工程特点,对煤矿巷道软岩工程支护技术进行了分析。
关键词:煤矿巷道;软岩工程;支护技术引言目前,国内的煤炭资源多以地下采矿为主,采矿时必须在矿山下面开挖充分的巷道。
矿井的开采、施工必须确保井筒的畅通和井筒的稳定。
矿井巷道的支撑困难主要受到地应力影响,被开采工作影响,围岩破碎情况,巷道横截面等多种因素的作用。
所以,在煤矿巷道中,必须继续完善软岩支护技术。
1软岩工程特点地下施工是一种在岩层或土壤中进行的施工,其施工环境和工作状态与地表施工有很大区别。
所以,采用地表工程的设计理论与手段来解决这些问题,很明显无法对各种不同的力学问题进行恰当的分析,从而得出相应的支护方案。
与地表施工相比,在许多方面都表现出明显的差异。
由于煤矿的开采具有非选择性,大量的煤矿开采会使地应力的均衡状况受到破坏。
煤炭开采过程中,受其赋存条件、沉积环境、地质结构等因素的制约,导致了煤炭开采过程中存在的问题。
煤矿的采掘深度一般为500~600 m,千米以上的矿井也逐渐增多,有的矿山在浅层采矿时,软岩石问题还不突出,而到了深层,则出现了较大的地应力和动压作用。
煤矿软岩组份中存在着较多的膨胀性矿物质,在软弱的环境下,岩体的硬度较差,容易在干燥、失水时发生塑性流动,特别是遇水变形、崩解和膨胀。
矿井的使用寿命一般可以达到一百多年,而矿井的巷道由于使用寿命的差异,往往比隧洞的寿命要长,而且软岩巷道具有较大的时间限制。
2煤矿巷道软岩工程支护技术2.1支护技术理论一是加固岩体的力学性能。
在改善围岩的围岩压力、增大围压、增强围压体的受力的基础上,还改善了被锚岩体的力学特性,增强了岩体的峰值和岩体的参与强度。
掘进技术在软岩地质巷道中应用

关于掘进技术在软岩地质巷道中的应用摘要:由于当前大规模的开采及纵深化的矿井开采,软岩巷道施工问题日益突出,一直严重困扰着矿井的安全生产。
在软岩巷道中,常规锚杆很难发挥出其锚固特性。
软岩在采动压力的作用下,巷道围岩强烈变形引发锚杆锚固力的迅速衰减和丧失,从而使巷道围岩失去支护作用,造成巷道失稳破坏。
关键词:掘进技术;软岩地质;巷道;应用一、工程地质预测及探测巷道施工过程中,含水构造或不良岩层一旦被揭露后,往往会导致地下水大量涌出、巷道围岩冒落等工程灾害发生,给工程施工带来非常严重的被动局面,造成施工工艺复杂、进度缓慢、成本大幅度增加。
因此,巷道工程施工前,提供地质预测和综合分析资料,能够对工作面前方可能出现的突水、不稳定岩层等对施工造成的影响及其影响程度,有一个较准确的估计和及时采取相应措施的准备。
对工程地质情况进行进一步的勘察,是松散围岩巷道能否实现顺利施工的关键问题所在,其工程意义表现在:一是准确掌握施工前方一定范围内的工程地质及水文地质情况,为施工决策提供第一手资料;二是避免常规施工可能造成的含水构造或不稳定岩层被揭露后,地下水大量涌出,巷道围岩冒落等工程灾害的发生。
为保证工程地质预测真正起到对巷道施工的指导作用,工程地质预测应满足以下几方面的内容:根据矿区地质勘探资料和地质编录资料,做出地质剖面图,并在图上标出可能出现的突然涌水地段以及预测涌水量的大小;分析和预测工程可能穿过的断层破碎带、裂隙节理发育带等地质构造有较大变化处的岩层稳定情况;对可能涌水地段围岩的物理力学特性和水对围岩强度的弱化程度、涌水对施工的影响程度进行分析预测;对可能出现的对施工有较大影响的其它方面的地质因素分析和预测。
在工程施工过程中,应用地质超前预报系统,能够获得施工前方岩石的基本参数,据此可以制定出最适合的应变措施和施工方法,将可能遭遇的损失减少到最低。
对工作面前方进行工程地质情况勘察的方法主要有:坑内钻探法和凿岩机具超前孔法。
浅谈煤矿开采软岩巷道支护技术问题

在松软 、 膨胀软岩 中 . 采 用 圆碹加砌木砖仍不 能满足释放较 大能 量的要求时 , 就 可采用条带碹 . 这也是解 决软岩 支护 问题 的途 径之一。 条带碹就是用料石或混凝 土砌筑成一定长度 的支护碹体 . 称之为 “ 条 带” . 条带与条带之 间留有 一定宽度的空 隙 , 称 为“ 卸压通道 ” , 通 道让 顶、 帮围岩暴露 . 允许 围岩 向巷道空间方向挤 出 . 起 到能量或应力释放 的作用 , 为围岩变形提供机会 . 以减轻对碹体的压力 。
S h a n d o n g I n d u s t r i a l T e c h n o l o g y
第0 3 期
山东 工业 技 术
2 0 1 4 正
浅谈煤矿开采软岩巷道支护技术问题
张 志荣
( 开滦( 集团> 蔚州矿业有限责任公司 西细庄矿 , 河北 蔚县 0 7 5 7 0 0 )
【 关键词 】 软岩巷道 ; 围岩 ; 支护结构
随着 国民经济 的发展 . 煤的需求量逐 年增长 . 开采 的范 围也不断 使用 , 使其在技术上 、 经济上更加合理 。 扩大。 无论新老矿井 , 在开掘巷道时都遇到了大量的软岩层 , 特别是随 4 . 1 砌 碹 封 闭 式 支 护 着开采深度的不断增加 , 深部地压 明显增大 。 加之开采条件愈趋复杂 , 采用 圆形 、 椭圆形 、 马蹄形 等合 理巷道断面形状 与其 相应的料石 给巷道的掘进与维护带来 了很多 的困难 在开掘过程中 . 由于 围岩的 和混凝土块砌碹封闭支护 变形 、 位移 、 膨胀 , 使巷道掘进速度减慢 , 每天仅能完 成几米 。 巷道竣工 此种传 统的刚性支护结构 . 适 用于浅部 、 位移及 压力 不大的膨胀 碹 的壁后充填软矸或砂。 云南省 田坝煤矿二号井煤建公 不久 . 支护受到严重破坏. 某些矿 的掘砌成本高达每米几千元 . 甚至上 性软岩巷道 。 万元 , 是稳定 围岩中同类巷道 的 3 ~ 4 倍而且维修 困难。 司矿建处施 工队采用生石灰 、 山砂 、 炉灰渣配 比成 的壁后充填柔性材 在软岩层中施工巷道, 掘进容易 . 但维护极其困难 , 采用常规 的施 料 . 经实 际应用其支护效果较好 . 2 圆碹加砌木砖封闭式支护 工方法和传统的支护结构 . 往 往不能奏效 。因此研究软岩支护 问题便 4 成为巷道施工的关键问题 这种支 护结构与砌碹封 闭式 支护的区别是在料石 和混凝土砌块 之间均匀地加砌一定数量 的木砖 .使砌碹刚性支 护形成一定 的可缩 1 软岩巷道的特征 量, 增 加了适 应围岩变形 的可缩性 能 , 每块木砖厚一 般为 2 O ~ 5 0 m m , 变形量越大时 . 所需木砖 的块数就越多 . 木砖 的厚 软岩巷道最 明显的特征是地压显现 比较剧烈 ,巷道维护 困难 , 主 当围岩的压力越大 、 要表 现在 围岩的 自稳时间短 、 来压快 、 围岩变形量大 、 速度快 、 持续 时 度 也 就越 大 由于木砖受压收缩 . 当围岩反力作用在 圆碹 上 . 碹体作用在 木砖 间长 、 四周来 压 、 底鼓 明显 、 遇水膨胀 、 变形加剧 , 可以用 4 个 字来概 上. 碹体 压力超过木砖 的抗压极限强度时 . 木砖收缩 . 圆碹 和围岩 一起 括: 松、 散、 软、 弱。 内移。 显然 . 加木砖 的圆碹支护改善了砌碹 刚性支护 的刚度 . 增加了软 2 松软岩巷道支护原理 岩的适应范围 . 但木砖 防腐耐 I 生 差. 只适用于 服务年 限不长 . 且不重 软岩层巷道支护 的着眼点应放在充分利用和发挥 自承能力上。 支 要的软岩巷道 护原理是 : 根据岩层不同属性 , 不同地压来 源 . 从分 析地压 活动基本规 律 人手 . 运 用信息化设计方法 , 使支护体系 和施工 工艺过程不断适应 围岩变形 的活动状态 . 以达到控制围岩变形 、 维护巷道稳定 的目的。 具 体 的说 。 有 以下几个方面 : ( 1 ) 必 须改变传统 的单 纯提高支护 刚度 的思想 , 支护结构及 强度 应 与加 固围岩 、 提高 围岩 自承能力相结合 . 与围岩变形及强 度相匹配 , 实践证 明 . 单 纯提高支护刚度的方法是难以奏效 的: ( 2 ) 必 须采取卸压 、 加固与支护相结合 的方 法 . 统筹考虑 、 合理安 排, 对 高应力 区 , 要卸得充 分 , 对大 变形 区, 要 让得适度 , 对松散 破碎 区. 要注意整 体加 固 . 对巷道 围岩整体要支护住 : ( 3 ) 进行围岩变形量测 . 准确地掌握围岩变形的活动状态 , 根据量 测结果进行反馈 . 以确定二次支护结构的参数 , 确定补强时间 , 再次支 护时间和封底时间 : ( 4 ) 树立综合 治理、 联合支护 、 长期监控的支护思想体 系。
软岩巷道掘进施工与支护技术探讨

进 行初 始支 护 时 , 应 严 格 根 据 围岩 和支 架 共 同作 用原理 , 合 理确 定 支 架 的 刚度 , 使 其 具 有 一 定 的柔 性 , 充 分发 挥 围岩 的 自承 能 力 , 从 而 可 以避 免 支 架 因受 到 加 大 的压应 力 而 造 成 的损 坏 。 目前 , 初 始 支 护 一 般 采 用 的是 锚 喷支护 。
3 . 1初 始 支护
由于软 岩巷 道 围岩 变 形 具 有 明显 的时 间效 应 , 因 此, 围岩 的 自稳 时 间一 般 是 比较 短 的 , 有 些 顶板 一 经 暴 露, 就会 出现 冒落现象 。影 响这 一 现 象 的 因素 主 要 有 : 第一 , 围岩暴 露 面 的形 状 和 范 围 ; 第二 , 岩 体 的 残余 强 度 以及原 岩应 力 。所 以 , 在进 行 巷 道 掘进 及 其 支 护 时 , 需要 充分 考虑 围岩 的 自稳 时 间。 2 . 2合 理布 置巷 道 的位 置 矿井 地 质 条 件 十 分 复 杂 , 地 质 构 造 多 种 多样 , 因 此, 在设计 矿 井巷 道时 , 应 着 眼全 局 , 具 体 实施 , 力 求在 技 术 可行 的基 础上 , 把 成 本 降低 到 最 少 。为 此 , 需 要在 以下 几个 方面 努力 : ①在进 行 巷 道 施 工 之 前 , 必 须 弄 清 楚 矿 井 的地 质 构 造情 况 以及水 文地 质 情 况 , 此外 , 还需 要 充 分 考虑 岩
2 . 3巷 道 断面形状 的选择
巷道 的断 面 形 状 对 巷 道 的稳 定 性 具 有 一 定 的 影 响 。而巷 道 断面形 状 的确定 则 需 要 考虑 以下 两方 面 的 因素 : 一 是原 岩应 力 的大小 ; 二是 原岩 应力 的方 向 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
矿井建设工程中软岩巷道掘进的施工技术发表时间:2019-08-29T09:43:22.983Z 来源:《防护工程》2019年12期作者:戈宏岳[导读] 综掘机在煤矿巷道施工中得到了广泛的应用,其掘进技术能较好地适应硬岩掘进工程,在软岩掘进工程中也得到了广泛的应用。
湖南楚湘建设工程集团有限公司湖南长沙 412000摘要:软岩巷道掘进施工的问题影响到矿山建设的安全 ,对软岩巷道开挖和支护施工存在的问题进行分析,探索一种合理的加固和开挖方法在软岩巷道开挖施工技术,施工安全是保障软岩巷道开挖安全和质量的基础,也是促进解决煤矿软岩巷掘进施工建设问题的方向。
关键词:矿井建设;软岩巷道掘进;施工技术目前,综掘机在煤矿巷道施工中得到了广泛的应用,其掘进技术能较好地适应硬岩掘进工程,在软岩掘进工程中也得到了广泛的应用。
只有结合相应巷道的具体水文地质情况选择最合适的设备和施工方法可以进一步促进项目的顺利进行,以促进煤炭开采水平的提高和给企业带来较大经济效益。
1工程概述云南白龙山煤矿一井属多煤层开采矿井,有11层可采煤层,煤层平均厚度1.71~18.62m,102采区走向长约1.8~3.5km,倾斜宽约1.1~1.40km,面积4.8071km2。
先期开采地段构造总貌为一倾向南东的单斜,煤层倾角8o~19o,断层稀少,无落差大于20m的断层。
构造复杂程度属简单偏中等类型。
10201工作面长160米,工作面顶板为2.3m厚泥质粉砂岩,2.6m厚粉砂岩,2.7m厚细砂岩。
煤层底板由厚度3.6m的粉砂岩和2.2m的泥岩组成。
该巷道采用地面掘进设计。
巷道断面尺寸4500mmx3850mm,其中直壁断面高1800mm。
支撑采用u型钢脚手架。
然而,10201回采工作面运输巷道掘进施工中多次发生顶板崩落事故,其中最大崩落高度可达5m。
同时,巷道两侧收敛变形较大,开挖25d后巷道继续缓慢变形。
2软岩巷道掘进施工需要注意的事项2.1巷道位置根据邻近层瓦斯抽放要求,在工作面下方C7+8煤层底板沿C8+1煤层掘一条底板瓦斯抽放巷。
一般来说,在矿山工程建设中,其地质条件较为复杂,地质结构多样。
在巷道设计过程中,必须从全局出发,既需要先进的科学技术,又要尽量降低施工成本。
因此,在进行巷道工程施工前,必须熟悉施工现场的地质构造和水文条件,并考虑岩石的岩性和应力。
保证巷道变形量小,又要适应地质构造和水文条件是必要的。
在施工中,巷道布置必须尽可能简单,施工顺序应合理。
巷道断面形状必须合适,巷道断面将直接影响巷道的稳定性,因此原岩应力的大小和方向必须在考虑范围内。
2.2工程地质云南白龙山煤矿井田为多煤层矿床,且基本位于井田最低侵蚀基准面以下。
矿床岩层结构主要是粉砂质泥岩、泥质粉砂岩——粉砂岩、细砂岩——粉砂质泥岩、泥岩——煤沉积旋回的多次重复,其富水性较浅部一、二、三、六勘区弱。
从以下各种参数可以证实,浅部含水裂隙频数0.4条/m,深部0.14条/m;钻孔单位涌水量浅部0.02L/s·m,深部0.009L/s·m;渗透系数深部比浅部减少1.7倍。
该区矿床含水层一般和其它含水层无水力联系,但因断层与含水层接触,会造成矿床充水因素。
井田内与龙潭煤组第一段及茅口组相接触的断层F403、F9,近破碎带开采时应引起足够重视,尽量做到超前探水,避免龙潭组与矛口组灰岩岩溶水突入巷道,引发不必要的事故及损失。
地表水体下距C2煤层顶板较远,但随着回采面积增大及塌陷裂隙延伸,在扎外河及岔河附近可能导致充水因素;直接和间接的充水含水层为弱裂隙含水层,其富水性弱。
但遇有构造时,粉、细砂岩破碎带富水性相对较强。
综上所述,本区矿体大多位于井田最低侵蚀基准面以下,矿体上下均有可溶岩岩溶强含水层,且构造较发育。
因此,井田水文地质勘探类型为层状岩类为主的裂隙弱含水层充水的中等类型。
在矿井巷道施工过程中,含水构造和断层破碎带等不良岩层会导致地下水涌出,巷道围岩会发生崩落等灾害,使工程施工无法顺利进行。
因此,地质勘探是巷道施工前必不可少的工作。
在矿山工程地质勘查中,松散围岩巷道掘进技术应注意的主要事项包括:(1)要准确掌握软岩巷道施工现场的地质水文条件,为施工人员提供准确的数据信息。
(2)工程地质勘查可以防止施工引起的岩体失稳,防止含水层变化时大量地下水涌出,防止巷道围岩崩落等。
在矿山建设过程中,可以利用地质调查资料,在工程建设和施工前获得施工现场的资料和信息。
根据这些数据和信息,可以制定适当的施工技术,使损失最小化,使工程建设达到速度最快、成本最低、效益最大。
10201采区瓦斯抽采巷在施工中吸取了采区运输巷施工冒顶的教训,采用工作面注浆加固和堵水配合超前锚杆的措施组织施工,顺利通过了断层破碎带涌水段。
3矿井建设中软岩巷道的掘进施工技术研究3.1软岩巷道掘进施工前的技术研究软岩巷道掘进前需要根据工程地质和水文地质及巷道设计制定好施工方案和施工工艺。
在接近含水层和松散岩体时,必须先进行注浆,以加固松散岩体,封堵含水层,使注浆能够到达含水层和松散岩体进行固结并达到封闭水效果。
松散岩体固结灌浆中,灌浆前必须选择观测孔,观测孔作为观测孔。
巷道断面较大时,应加密观测空间,观测空间间距控制在100-150mm之间。
在封闭水结构的过程中,如果使用观察孔进行找水,使用观察孔作为灌浆孔对含水层进行封堵。
3.2软岩巷道掘进施工技术的研究软岩巷道开挖施工技术要考虑很多因素,如果因为地质条件不明确,或钻井经验不足的情况下,判断错误很容易发生冒顶垮落甚至穿水事故,严重影响工程施工进度。
所以,如果遇到这种情况,防止巷道顶板崩落方案一般选择注浆固结方法,固结松散易崩落围岩,并对掘进巷道应及时支护,严禁空顶作业。
在松软的煤、岩层或流沙性地层中及地质破碎带掘进巷道时,必须采取前探支架或其他临时超前支护措施。
在坚硬和稳定的煤、岩层中,确定不设支架时,必须遵守已制定的安全措施,且对采用打眼爆破法施工的岩石巷道必须采用光面爆破。
支架间应设牢固的撑木或拉杆;可缩性金属支架应用金属支拉杆,并用机械或力矩扳手拧紧卡缆;支架与顶帮之间的空隙必须塞紧、背实。
巷道砌碹时,碹体与顶帮之间必须用不燃性材料充满填实;巷道冒顶的空顶部分,可用支护材料接顶,但在碹拱上部必须充填不燃物垫层,其厚度不得小于0.5m。
采用锚杆、锚喷等支护方式时,其端头与工作面的距离、锚杆的形式、规格、安装角度、混凝土的标号、喷体厚度、挂网所采用的金属网的规格以及围岩的涌水处理等应按施工组织设计或作业规程的规定进行。
打锚杆眼前,必须先敲帮问顶,找掉活石,确认安全,方可作业。
使用锚固剂固定锚杆时,应将孔壁冲洗干净,砂浆锚杆必须灌满填实;软岩使用锚杆支护时,必须全长锚固。
(1)加固注浆止水墙。
当由于岩体滑坡而出水量较大时,可通过注浆止水墙注浆固结松散围岩,以阻挡出水,如图1所示。
鉴于需要采用这种方法加固的地方,由于受地下水压力的影响,除了一些变化外,其解决方案与工作面注浆墙解决水结构问题基本相同。
该方法可按以下步骤实施:一是混凝土灌注止水墙施工。
施工前,为了减小泥浆止水墙与工作面之间的距离,应先拆除工作面压载桩,然后进行泥浆止水墙施工。
混凝土的强度标准是,如有必要,可以选用钢筋混凝土来提高墙体的承载力。
为提高混凝土的初强,节约施工时间,可根据施工过程中水泥的用量,加入5%水泥复合早强剂。
施工时,通常在巷道上部安装2-3根注浆管,中间两侧各安装1根。
注浆管敷设过程中,在巷道边缘线外的结构中,应尽量将管口伸出。
二是注浆堵水加固岩层。
混凝土墙完成后7天即可开始灌浆。
在注浆过程中,选用水泥和水玻璃双液浆,并调整其比例,确保浆体面积在开挖边界线外2-3m,有效地阻止地下水涌出。
注浆后的最终压力为静压的2.5-3.0倍。
注浆加固2-3d岩层后开始巷道施工。
为了保证掘进过程中巷道岩层不发生松动滑移,在清理注浆墙时,应控制装药量,尽量减小爆破对加固部位的破坏。
为了避免在岩层开挖过程中发生爆破,必须采用风镐开挖或预留光爆层。
最后是巷道支护。
为了保证巷道的稳定性,穿越松散不良岩层区域的巷道需要加强支护。
支护方法主要包括:1)锚喷混凝土复合支护。
当巷道过破碎带或软岩时,采用锚网喷复合支护。
当掘进距离达到1排锚杆长度时,可及时进行锚网支护。
具体的程序是:先进行敲邦问顶、清除松矸浮石。
然后喷喷一层50-70mm厚的保护层混凝土,然后打锚杆挂网。
如果围岩稳定,可以先施工锚杆和挂网,然后喷射混凝土。
一次喷锚网支护时,第二次喷锚网支护距工作面约10m。
即打树脂锚杆,挂钢网(网目尺寸80mmX80mm)和喷射混凝土。
如果第二锚网喷后出现变形或喷层开裂,可加密锚杆或加w型钢带支护。
必要时可增加锚索和钢带支撑。
在软岩条件下,采用短进尺开挖。
即掘进0.8m,u型钢棚0.6m。
临时支架为锚杆钢网喷砼,永久支架为u型钢棚。
图1 止浆墙注浆加固(2)灌浆加固。
当发现岩性变化大时,且出水量较少,可以采用注浆法加固滑动岩。
具体方法和步骤如下:一是做好注浆管布置。
通常在巷道上部安装2-3根注浆管,每条注浆管位于巷道中部两侧。
注浆管敷设过程中,在巷道边缘线外的结构中,应尽量将管口伸出。
二是停止喷浆层。
施工前,为了不影响大面积,应拆除工作面压载桩,然后进行喷砼作业。
混凝土强度标准为c20-c30,喷层厚度设计为300-500mm。
必要时可增加钢丝编织网,提高喷层的承载能力。
为提高混凝土的初始强度,施工中使用早强型水泥,再加入5%水泥复合速凝剂。
随后进行灌浆加固工作。
止浆层完成后7天即可开始注浆。
在这个过程中,如果水涌出量少或水压低,可以选择单液浆,或者水泥和玻璃双浆。
要达到灌浆要求,必须考虑两个因素,一是灌浆量的增加;其次,确保注浆压力低于注浆墙的抗压强度。
如果涌水量大或水压大,泥浆用量必须超过开挖边界2-3m。
注浆压力应设置在喷射混凝土注浆墙的最大压力范围内,使注浆压力小于允许压力。
注浆加固工程完成了要采用减少爆破引起的加固部位损伤的措施。
在封堵加固强度未达到要求时,可延滞到10-14天后才开始巷道施工。
在清理泥浆墙,装药时应使用风镐进行开挖。
4结语总之,软岩巷道掘进施工在矿山施工中非常重要,其施工方案方法和施工质量会严重影响施工安全,应引起足够的重视。
在实际工作中,必须严格执行安全规程和要求,控制好每一个施工环节,才能顺利开展软岩巷道开挖施工,确保矿山安全。
云南白龙山一井10201采区瓦斯抽采巷施工中采取工作注浆加固松软围岩和堵水配合超前锚杆支护措施顺利通过断层破碎带涌水段,未发生冒顶片邦和穿水等安全事故,取得了良好的效果。
参考文献[1]钟云涛,宋建设.浅析深井软岩巷道底鼓治理研究[J].煤炭工程,2015,20(24):238-239.[2]王晓宇.对软岩矿井巷道掘进顶板支护的技术实践[J].中国金属通报,2018,(02):214.[3]宁保军.开拓软岩巷道快速施工的实践[J].水力采煤与管道运输,2008,(01):54-56.[4]孙进,杜敬彬,王森.对软岩矿井巷道掘进顶板支护的研究[J].建材与装饰,2016,(45):216-218.[5]庞亮.对软岩矿井巷道掘进顶板支护的探讨[J].技术与市场,2014,(04):89-91.。