杨柳煤矿立井井筒过基岩断层破碎带技术研究
TBM穿越断层破裂带施工技术
TBM穿越断层破裂带施工技术摘要：TBM掘进机由于其高效、安全的优越性能，在超长隧洞施工中得到越来越多的应用，但其对地质条件差的围岩较钻爆法适应能力差，遇到不良地质段时难以顺利穿越，容易发生TBM卡机事故, TBM卡机处理费时、费工成为制约 TBM快速掘进的主要因素之一。
本文以新疆TBM项目部的引水工程为背景，详细介绍了TBM穿越断层破裂带带施工。
关键词：TBM 断层破裂带卡机脱困处理引言TBM掘进速度较快，但是目前超长隧洞前期地质勘探不准确，在遭遇较大断层破碎带容易发生TBM卡机事故。
一旦发生TBM卡机事故,采取合适的处理措施与技术使TBM尽快脱困，穿越断层破裂带施工就成为一项重要的工作。
本文总结中铁十六局新疆TBM项目的一次TBM穿越断层破裂带的施工经验，供类似事故处理时参考。
1 工程概况TBM5-1掘进段施工里程146+646-137+840，全长8806m，该段位于阿尔泰山南坡低山丘陵区，地形略起伏、开阔，分布高程678-770m，相对高差约100m，地形为剥蚀丘陵地貌，地形略起伏。
岩性主要为华力西期花岗岩、黑云母角闪斜长岩，次块状-块状构造，岩石中石英含量一般15-25%，岩石坚硬，较完整。
洞内出水主要以裂隙水为主，个别地段存在少量涌水，设计最大出水量约540m³/h。
目前已掘进至138+207.7，剩余363.7m，该段设计岩性为华力西期花岗岩，Ⅱ类围岩，未显示为断层带。
实际揭示围岩为华力西期粗粒花岗岩，肉红色，块状结构，坚硬岩。
桩号138+220至上游处发育一条与洞轴线小角度相交的断层，产状10～15°NW∠60～70°，带宽3.0～5.0m，带内主要为断层角砾岩和碎裂岩，夹少量断层泥，结构松散，影响带宽20～30m，地下水发育，围岩遇水软化作用明显。
断层出现在水流方向右侧边墙撑靴部位，向掌子面方向延伸，此段地下水发育，呈线状流水状态，约10～20m³/h。
-综采工作面过断层技术研究与分析
-综采工作面过断层技术研究与分析摘要：在煤矿开采过程中，经常会出现地质条件复杂、断层带顶板石块破碎、导水裂隙超前等问题，严重影响煤矿安全。
文章介绍了我国综采综采工作面过断层技术方法，分析了每种方法的技术特点，总结了综采工作面过断层技术应注意的问题。
关键词：综采面；过断层；分析断层作为一种煤矿开采过程中常见的地质构造，给煤矿的正常生产造成了一定的影响。
在断层破碎带附近，煤层顶板的破碎度增加、煤层厚度发生变化、煤层顶底板出现不平行现象，在工作面过断层时易造成支架倾斜，使支架的实际支护能力降低。
经过多年的研究与总结，国内已经形成了几种行之有效的综采面过断层的方法，为煤矿安全生产提供了技术保证。
1 国内综采面过断层的技术现状在工作面回采过程中经常遇到断层，影响矿井正常的回采接续。
为保证采煤工作面安全高效生产、减少工作面搬家次数，综采面多采用过断层连续回采，以保证矿井正常生产接续。
目前国内常用的过断层的方法主要有：调斜工作面法、采煤机强行截割围岩法、调整采高法、放松动炮挑顶起底法、跳采法、断层探巷法、综合法等，也可使用化学加固法加固顶板。
不论采用哪种过断层方法，断层仍严重制约着综采工作面和矿井产量，给现场管理带来许多安全隐患，同时也会造成设备损坏严重、施工质量差、煤炭质量下降、全员工效降低等。
2 综采工作面过断层技术方法分析过断层的2个重要参数：一是断层上下盘顶底板之间的煤层高度。
过断层的难易程度与该煤层高度的关系较大，煤层高度越大，过断层越容易；反之，则比较困难。
二是设备允许最小煤层厚度。
一般来说，设备允许最小煤层厚度越小，过断层越容易；反之越困难。
设备允许最小煤层厚度的确定：取采煤机滚筒直径、采煤机机身高度加机身采空区侧支架顶梁厚度以及支架最低支护高度加300mm中的最大值。
综采面通过断层方法的选择，取决于断层的落差、煤层的厚度、综采设备的最小工作高度、断层处的岩石硬度、综采面推进的方向、煤层的倾角、煤层的断失方向及断层与工作面的交角等因素[1]。
巷道过断层破碎带的防治水技术探析
巷道过断层破碎带的防治水技术探析弓锋锋（国家能源神东煤炭集团石吃台煤矿地质科，陕西榆林719315）摘要：煤炭资源是我国能源结构中的重要构成部分，在发电、冶炼、供暖等多个领域广泛应用，为我国的经济发展做出重要贡献。
但是随着对煤炭资源的不断开采，加之大部分煤矿地质条件比较复杂，导致水害事故频发，不仅严重威胁煤矿工作人员的人身安全，同时对于煤矿的正常生产也产生了极大的影响。
尤其是巷道过断层破碎带时，水害事故发生的概率更高。
文章对煤矿水害防治的现状以及煤矿水害事故的治理策略进行简要阐述，并具体探讨巷道过断层破碎带的防治水技术,以期为煤矿的水害防治工作提供一点参考。
关键词：巷道；断层破碎带；防治水技术；策略中图分类号：F4;TD745文献编制码：A文章编号：1008-0155（2019）15-0019-01我国有着极为丰富的煤炭资源，长期以来，煤炭资源一直是我国主要使用的能源之一，随着市场需求的不断扩大,我国对于煤炭资源的开釆力度也逐步加大。
近年来，煤矿在生产过程中，开釆的深度越来越大，导致在开釆过程中所面对的地质条件也越来越复杂，这使得近年来在煤矿的生产中所发生的水害事故呈现出逐年上涨的趋势，严重影响煤矿的生产以及安全。
加强研究和应用巷道过断层破碎带防治水技术，可以有效控制水害事故的发生，降低煤矿的损失，确保煤矿安全、高效生产。
1矿井概况某矿井的开釆面积36.8km2,其设计开釆高为-550m~ -1200m,该矿井设计可釆煤炭储量为140.02Mt o釆用立井开拓方式，中央并列式通风。
设计井底车场标高-626m,水仓泵房标高-682m水平。
井底车场与采区之间布置3条大巷连接，即回风斜巷、辅运斜巷和上仓胶带运输巷，另设一条管子道，将-682m水平的水通过副井排至地面。
2煤矿水害防治的现状在煤矿长期的生产过程中，水害事故是发生频率较高的事故，对井下工作人员的安全以及煤矿的生产都产生了极大的影响。
导致水害事故发生的原因，一方面是由于井下地质条件和水文条件复杂，不可控的因素较多，一方面也是由于开采的深度不断增加，而在防治水害事故方面的投入不足,水害防治措施不到位所造成的。
杨柳煤矿地面“L”型井瓦斯抽采技术工程实践
94
2021 年第 6 期
比分析。 ① 抽采参数分析 CH4 浓度平均值（%）：地面 1# 井（80.88）>
地面“L”井（34.02）> 高位钻孔（33.47）； CH4 纯流量平均值（m3/min）：地面 1# 井（3.25）
> 高位钻孔（2.04）> 地面“L”井（1.53）； 混合 CH4 日抽采量平均值（m3）： 地面 1# 井
（上接第 91 页） 仓封口调节板，开空一部输矸皮带并停止皮带运行， 再开空第二部输矸皮带并停止运行，最后开空接面 输矸皮带并停止运行。
图 3 充填封堵示意图 （下转第 97 页）
图 1 主孔结构示意图
图 2 钻井平面布置示意图
2.4 抽采效果 （1）抽采参数情况 试验历时 186 d，抽采瓦斯 411 005 m3，日均
2257 m3，最大 8430 m3/d（表 1）。
由表 1 可知，地面“L”型钻井抽采 CH4 最高 浓度达 74.10%，平均浓度为 34.02%；最高纯流量 达 5.86 m3/min，平均纯流量 1.53 m3/min；日抽采量 最高值 8430 m3/d，平均日抽采量 2257 m3。
（1）对下入筛管的结构尺寸和材料做进一步 研究改进；（2）针对不同的采场条件，进一步优 化设计，解决钻井抽采过程中的水堵问题；（3） 需进一步完善支孔无底开窗侧钻工艺和设备，提高 开窗成功率。
【参考文献】 ［1］ 采技术及试验 [J]. 矿业安全与环保，2017，44（02）： 12-15. ［2］ 崔树军 . 地面 L 型井瓦斯抽采实践与探索 [J]. 煤 炭科技，2018，4（07）：114-115. ［3］ 柯昌友，温俊三，李海贵，等 .L 型井采空区瓦斯 抽采技术的应用 [J]. 矿业安全与环保，2016，43 （03）：64-66. ［4］ 刘毅，张晓铭 . 胡底煤业 L 型井采空区瓦斯抽采 技术研究 [J]. 煤炭工程，2018，50（09）：59-62.
松散破碎地层立井井筒注浆堵水技术研究
第３ ３ 卷
第１ １ 期
与井壁距 离 ， ｍ； 为注浆孔间距 ， ｍ。 根据实际情况 ， 得 出周边注浆孔数 为 ｌ ０ 个， 注浆孑 Ｌ 布置示意图 ， 见图 １ 。结合 井下施工条件 ， 在 预埋 的 ２ ｍ
２ ） 注浆方式 。ａ ． 先对工作 面 出矸清 底 ， 后在 出水点 布置 钻进 ， ２～ ４ ｍ提钻 ， 进 行低压 注浆 ； 要对 出水 段 裂
式 中： Ⅳ为注浆孑 Ｌ 数， 个； Ｄ为井筒净 直径 ， ｍ； Ａ为注浆孑 Ｌ
作 者简介 ： 王春（ １ ９ ６ ９ 一 ） ， 男， 河南焦作人 ， 工程硕士 ， 高级工程师 ， 从事煤矿生产技术 、 一通三防及地测 防治水管理工作。
山 西 煤 炭 ＳＨＡＮ ＸＩ ＭＥｌ Ｔ ＡＮ
第３ ３ 卷 第１ １ 期 ２ ０１ ３ 年１ １ 月
ＶＯＩ ． ３ ３ ＮＯ． １１
山 西 煤 炭 ＳＨＡＮ ＸＩ ＭＥＩ Ｔ ＡＮ
ＮＯＶ．２０１ ３
文章编 号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ０ ５ ０ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ － ０ ０ ６ ９ — ０ ２
关键词 ： 立 井 围岩 ； 松散破碎 ； 注 浆 堵 水 中图分类号 ： Ｔ Ｄ ２ ６ ５ ． ４
文 献标 识码 ： Ａ
立井 开凿穿越 含水层 时 ，涌水 问题直 接影 响着矿 井建设进度 。实施注浆堵水 现 已成为最常用 、 最有效 的 治水措施 。四明山煤业 回风立井开凿时 ， 对部分 围岩裂 隙发育 、 松散破碎 、 涌水量 大的地段实施 的的井筒涌 水治理 工程 ， 实现 了井 筒正 常施工 的企 业效益 和避免地 下水 资源过
Ｎ ＝ ＇ ｒ ｒ （ Ｄ 一 ２ Ａ） ／ Ｌ ．
超前注浆在巷道掘进过断层破碎带围岩控制中应用
超前注浆在巷道掘进过断层破碎带围岩控制中应用
李晓刚
【期刊名称】《能源与节能》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】为确保双柳煤矿5301回风巷安全高效掘进通过BF36断层,以及断层影响范围内巷道围岩稳定,提出采用“超前注浆+锚网索梁”组合方式控制围岩。
通过超前注浆提高断层破碎带围岩整体稳定性,并为巷道掘进创造良好条件;采用锚网索梁方式为围岩提供较大的支护作用力,确保围岩稳定。
工程应用后,回风巷在断层破碎带内掘进期间未出现漏顶、冒顶、片帮等问题,在断层影响范围内,巷道顶底板、巷帮变形量分别为52、53mm,围岩变形量整体较小,使回风巷安全掘进及围岩变形得到了有效控制。
【总页数】4页(P289-292)
【作者】李晓刚
【作者单位】山西汾西矿业(集团)有限责任公司双柳煤矿
【正文语种】中文
【中图分类】TD263.4;TD265.4
【相关文献】
1.掘进巷道过断层破碎带超前预注浆加固应用
2.超前深孔帷幕注浆堵水技术在巷道过断层破碎带中的应用
3.地面定向孔超前预注浆掩护巷道穿断层破碎带关键技术
4.
晋北煤业过断层破碎带巷道围岩注浆加固技术5.巷道掘进过断层破碎带围岩支护技术研究
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TBM穿越超长距离断层破碎带施工技术研究
提升了 TBM 在相似地层中的施工能力。
[关键词]
TBM 施工；
开敞式；
断层破碎带；
侧墙防坍塌；
关键施工技术
[中图分类号]
TV554
[文献标识码]
A
[文章编号]
1003-1510（2021）03-0050-06
0 引言
宾斯公司生产的开敞式 Φ5970 隧洞掘进机掘进施
图7
3.3.2
侧墙径向锚筋+喷砼临时支护图
创新应用了一种永久加固防盾尾土石坍塌
技术
图9
根据土石坍塌部位及该地层坍塌特点，结合
TBM 设备结构设计的分析研究，在侧护盾位置（两
侧各约 90°范围）采用弧形钢板（厂家定制）焊接接
长（长度 1.2 m），延长侧护盾（见图 8），将可能发生
坍塌的部位进行封闭，以此保证在掘进和拱架安装
2018 年 11 月 8 日，TBM 盾尾掘进方向右侧 12～
可预见性，采取了超前水平钻探取芯的方案。即
盾尾后受拱顶破碎围岩压力产生较大变形影响
刀盘中心刀拆除，获取钻探取芯位置，将取芯设备
15 点位置出现渗漏水情况，盾尾至撑靴钢拱架脱出
TBM 设备在停机状态下，施工人员进入刀仓内，将
TBM 后配套通过。
了人员和设备的安全的同时，更提高了支护效率。
4 结论
针对 TBM 突遇超长距离断层破碎带出现的施
工难点（地质不可预见、长度较长、顶拱土石坍塌、
侧墙土石坍塌、仰拱软基、刀盘结泥饼、皮带修复、
层破碎带的恶劣地质条件，结合以往的 TBM 施工经验，通过对 TBM 设备改良和对 TBM 施工技术研究改进，采取了
过软岩破碎带的车场绕道修复及加固技术研究
２ ． ２ 治 理 方 案 的 确 定
由于破损巷道 围岩 的原 支护体 系部分支 护点 已经失 效 ， 而且 围岩 可锚 性差 ，在 修 复加 固过 程 中 ，应 该先 改善 围岩 的力学性能 ，提 高 围岩 的 自身强度 和稳 定性 ，再 采取其 他
支护措施 。
２ １ ０ ｍ，所穿岩层基本 为泥 岩等 软弱岩 层 ，其 强度低 ，胶结
受 断 层 影 响 的地 段 还 是 出 现 了巷 道 壁 开 裂 、部 分 顶 板 掉 渣 、
１ ） 注浆加 固不仅 可以使破碎 岩块 重新胶结成 整体 ，形 成承载结构 ，从 而提高 岩体 强度 和整体 稳定性 ，而且可 以 改变 围岩赋 存环境 ，阻止水 、气浸入 岩体 内部 ，保 持 围岩 力学性质长期稳定 Ｊ 。 ２ ）锚索支 护可 以使 巷 道 围岩 与深 部岩 体形 成 一个 整 体 ，通过稳定 的深部岩体来 限制巷道 围岩 的变形 。 基于上述考虑 ，决 定采 用注浆 加 固技术并 辅 以锚索 加
３ ３
煤
炭
工
程
２ ０ １ ３年第 ８期
浆材料渗 透性较好 ，但 成本 高 ，且往往 具有 毒性 ；单 液水 泥浆材料来 源广 泛、结石体 强度 高、安 全无 毒 ，而且 注浆 工艺及设 备简单 、操 作方便 ，但 存在浆 体易 沉淀 泌水 、结 石率 和强 度普遍较 低等缺 点。针对 上述情 况 ，中国矿业 大
２ 巷道 破坏 原 因分 析及治 理 方案 的确 定 ２ ． １ 巷 道破 坏原 因分析
经过矿压观测并 对 照该段 巷道Байду номын сангаас的 围岩地质 特征 进行 分
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３— ０ ３— ０ １
作者 简介 ：滑怀田（ １ ９ ８ ７一） ，男 ，河 北邢 台人 ，２ ０ １ ２年毕业于中国矿业大学采矿工程专业 ，主要从 事充填开采及沿 空 留巷等方 面的研究工 作。
易自燃矿井工作面过断层期间的防火技术应用
了 加 强监 测监控 、 通风 管理 、 灌浆 注氮等综合措施 ， 为易 自燃矿 井过断层 期间的防灭火提供 了技术 经验 。
１ 工作 面状 况
１ ０ ４ １ ６工作面所采煤层为 １ Ｏ 煤层 ． 标高一 ５ ９ ５ ｍ 一５ ６ ６ ｍ之 间． 走向 长度 １ １ ７ ０ ｍ左右 ． 采用传统的走 向长壁采煤法 ． 工作 面煤 层平均厚度 ３ ． １ ｍ ， 煤层倾角 ２ ｏ ～ １ １ ｏ ， 平均为 ５ 。 。煤层顶板为浅灰 色细砂岩 ． 局部渐 变成泥岩 ， 底 板为深灰 色泥岩 ， 煤质为焦煤和贫煤 。 １ ０ ４ １ ６ 工作 面揭露 断层 ９ 条， 其中逆断层一条 ， Ｆ １ ０ ４ — ２ ０ 、 Ｆ １ ０ ４ — ２ １ 、 Ｄ Ｆ ３ 断层落差较大 。 传统的采空区“ 三带” 划分为散热带 、 自 燃带和窒息带 由于瓦斯 治理需要 ． １ ０ ４ １ ６ 工 作面下部 ３ ０ ｍ左右位 置分 别布置机巷抽 采巷 、 风 巷抽采巷和切眼抽采巷 。 进行穿层孔施工 。 随着工作面推进 ． 顶板 垮落 影响 ， 底抽巷裂 隙增 多 ， 导致 采空区漏风严重 ， 致使“ 三带 ” 范 围扩大 ， 给防火带来极大影响。 工作面过断层期间 ． 由于推进速度慢 ． 采 空区遗 煤有充分的氧化时间 ． 是历来 防火 的重点 和难点 考虑到 １ ０ ４ １ ６ 工 作 面过 断层 所 处 的特 殊 地段 和 特殊 时段 ． 对 １ ４１ ０ ６ 工作 面采取注氮 、 灌浆 、 堵漏风 、 均 压通风 等常规 的措 施 ， 同时 增加工作 面遇 大断层 跳采 、封 闭底 板抽采巷及钻 场等非常规措施 对 １ ４１ ０ ６ 工作面 自然发火进行综合 防治
煤矿过破碎带施工技术安全措施
煤矿过破碎带施工技术安全措施一、工程概况齐克勒克煤矿一号井井下机车充电硐室施工至43.2m处时，巷道工作面岩石部分发生变化，岩石大量风化，岩层间夹有少量黄色粘土，并有小的涌水出现。
巷道内出现的风化砂岩，主要分部在巷道的右帮和拱顶，巷道内有少量流水，风化岩遇水有大量的跨落，岩石特性：灰白色，泥晶结构，岩石完整性差，含有少量方解石，遇水易跨落。
经建设单位、监理单位、施工单位，三方在现场观察商议决定，该段采用格栅支架（11号矿用工字钢架）加固支护。
为了保证安全通过该段岩层破碎带巷道，保证施工质量和安全，特编制本安全技术措施。
二、施工方案1、掘进方案：采用浅掘短支的形式掘进。
2、支护方案：采用短掘短支，永久支护紧跟工作面。
格栅支架（11号矿用工字钢架）+网喷砼。
（见附图）在巷道工作面43.2m位置开始，加强巷道支护。
加强支护方式采用格栅支架（11号矿用工字钢架）+网喷砼进行加强支护，格栅支架（11号矿用工字钢架）间距800mm。
格栅支架采用φ20、φ14的螺纹钢加工制作，格栅支架的宽度、厚度都为150mm，工字钢架采用11矿用工字钢加工，钢架宽度为90mm，厚度为110mm，加工工字钢架时在钢架上每间距800mm焊接一个直径25的圆孔，方便架设钢架时锚杆固定。
网片为φ6.5mm钢筋网网，网格为100×100mm。
喷射砼强度等级为C20，厚度为300mm。
格栅支架（11号矿用工字钢架）采用树脂锚杆进行锁定，锚杆采用Φ20mm，L2200mm螺纹钢锚杆，树脂药卷为Z2835，2卷/根，格栅支架（11号矿用工字钢架）间采用Φ20mm，L1200mm钢筋进行连接，连接钢筋间距800mm，钢筋与支架采用10#铁丝扭结绑扎进行固定。
以上支护方式直至巷道进入稳定基岩后2m，再根据围岩情况确定是否恢复原设计支护方式。
三、施工方法（一）、支护施工方法1、当巷道够架设一架格栅支架（11号矿用工字钢架）的距离时，立即架设格栅支架（11号矿用工字钢架）进行支护。