复杂地质条件下巷道过断层关键技术研究及应用

断层破碎带具有低强度、易变形、透水性大和抗水性差的特征,巷道开挖常会引起断层活化,极易诱发巷道冒顶或突水事故。基于TSP、震波、瞬变电磁等综合物探超前地质预报技术与工程地质钻探,揭示了巷道掘进前方地层中的断层与含水特性,确立了巷道过断层的合理位置,为过断层巷道掘进施工、超前预加固与围岩支护设计提供了依据。采用地面与工作面预注浆等综合注浆技术,对断层破碎带区域岩体进行注浆堵水加固,形成了双层注浆堵水帷幕,有效地封堵了地下水,提高了巷道过断层区域围岩的完整性与强度,保证了巷道掘进过程中围岩的基本稳定与施工安全,并为后期巷道围岩锚固支护提供了可靠基础。针对断层破碎带岩性复杂、地质灾害突发等特征,基于综合物探预报结果与理论分析,提出了巷道合理掘进与支护技术方案;并针对后期承载和高抗渗性的要求,根据支护结构所承受的水压,采用合理的二次支护结构型式与防渗加固措施,保证巷道围岩与支护结构的长期稳定及安全。     

巷道过富水断层异常带围岩综合控制技术研究

为了解决过富水断层异常带巷道支护技术难题,以顾北矿过F104富水断层异常带的南翼11-2煤层回风巷为工程背景,通过对工程地质条件的综合分析,提出了以超前高压预注浆固结体置换断层破碎带内泥化岩体为基础,以U36重型U型钢为基本支护,关键部位锚索强化、掘后高压立体注浆加固等相结合的围岩综合控制技术,通过数值模拟及现场工程实践,研究了围岩综合控制技术的支护效果,结果表明,采用该技术过富水断层异常带,不仅可以保证巷道的安全掘进,而且掘后巷道围岩变形也得到了有效控制。     

岩溶破碎富水大断层巷道支护技术研究

马坑铁矿断裂构造发育,井巷工程穿越断层破碎带等不良地质地段。通过对马坑铁矿复杂水文地质条件下岩溶富水大断层中的巷道支护技术进行研究,提出了联合支护方式,即采用浇筑止浆墙注浆的方式提前将破碎岩体进行注浆,同时,联合超前管棚支护,有效提高巷道围岩的稳定性。施工结果表明,联合支护成功实现了在岩溶破碎富水大断层中掘进巷道,保证了施工质量和安全。     

超前管棚注浆支护技术在极复杂断层带中的应用

基于煤矿巷道采用超前管棚注浆支护技术顺利通过复杂断层带的实际案例,研究了巷道通过极复杂断层带面临的破碎围岩变形控制问题.通过计算确定了超前管棚注浆支护的设计参数,采用数值计算手段分析了过断层区域不同支护条件下的围岩应力和巷道变形情况,并针对施工后的管棚支护巷道变形量进行了现场实测,总结了超前管棚注浆支护技术在巷道通过复杂断层带的成功经验.实践证明:超前管棚注浆支护技术提高了围岩的完整性及整体承载能力,能够形成较强的预支护体系,可应用于复杂断层带的破碎围岩变形控制,但需辅以物探手段提高注浆质量、加强监测才能保障巷道顺利通过复杂断层带,本文经验可对类似工程的设计和施工提供借鉴.     

深井高应力大断面煤巷过断层掘进支护技术研究

针对深部高应力巷道过断层破碎带围岩控制困难的问题,以丁集矿东翼采区1521(3)轨顺过SF271断层异常带为工程背景,分析了断层构造带内裂隙发育、复合顶板泥化软化程度高、局部富水性强等支护难点,提出"预注浆+超前撞楔掩护架棚+二次补注浆"的联合支护方案。实践表明,该支护方案可有效提高断层破碎带内巷道围岩稳定性,确保巷道掘进安全。     

大断面巷道过大落差逆断层破碎带支护技术

针对断层破碎带内岩层裂隙发育,大断面巷道过大落差断层破碎带时,传统过断层工艺难以保证巷道稳定性和行人安全及运输的问题,根据潘三矿西三C组煤中部采区矸石带式输送机运输上山过落差为20~60m的大型逆断层的工程地质条件,制定先对断层破碎带进行预注浆,再采用中空注浆锚杆(索)超前加固顶板围岩,实施架棚支护,最后对巷道围岩进行二次注浆加固的支护方案。工程实践表明:采用"预注浆+超前支护+架棚+二次注浆"全断面一次通过断层破碎带的支护技术,使采区矸石带式输送机运输上山安全通过断层破碎带,巷道变形量小,稳定性较好。     

古城煤矿南翼辅运大巷断层破碎带综合施工技术研究

针对古城煤矿辅运大巷掘进时遇到断层破碎带造成的支护困难、顶板涌水等问题,通过分析工程地质条件,结合现有的断层破碎带巷道掘进、支护技术,形成了"上台阶分次爆破掘进+临时支护+永久支护+千米钻孔放水"的综合施工技术,解决了断层破碎带巷道支护困难和顶板突水问题。     

地面定向孔超前预注浆掩护巷道穿断层破碎带关键技术

深部巷道过断层破碎带往往应力集中、围岩变形大,是掘进、支护的重大安全隐患。为提高围岩的抗变形能力和强度,减轻巷道锚固支护压力,以淮北矿区巷道过大断层为例,分析了掘进支护过程中矿压大、围岩稳定性差、支护难度大的主要工程问题,采用地面定向孔超前预注浆改性巷道围岩后,顺利掘进通过了断层破碎带。总结提出了基于钻探施工关键技术和高压预注浆关键技术的定向孔掩护巷道过断层关键技术体系,应用四开成孔结构避免了非治理段注浆干扰以及四段注浆分段法实现了断层破碎带精准注浆,并从压水试验、岩性探查、注浆量、注浆扩散距离、物探验证以及掘进支护效果分析方面评价了注浆加固效果。工程实践表明：地面定向孔具有长距离探查巷道岩性、超前高压预注浆的显著优势,改善了软弱围岩力学性质,有效控制了巷道围岩变形,巷道最大底鼓量降比超过62.6%,为巷道支护提供了安全保障,具有重要的推广应用价值。     

断层水害防治技术应用研究

位于承压含水层上巷道掘进过导水断层时,在承压含水层水压和围岩应力变化的因素下,会导致承压含水层裂隙发育,断层破碎带形成导水通道,承压含水层与断层破碎带发生水力联系形成突水通道,对巷道安全掘进带来威胁,极易发生突水事故。针对上述问题,通过分析井田水文地质条件、超前探查掌握断层及其防范承压含水层的水文资料,综合分析断层的导水性及承压含水层的区域富水性,按照公式进行突水危险性水害预测理论计算。根据综合分析和理论计算结果,采取对断层破碎带预注浆加固、断层两盘含水层治理改造、承压含水层疏水降压和加强巷道支护的综合防治措施,消除了承压水害和断层水害,保障了巷道安全过断层。     

高承压水作用下突水巷道注浆恢复与支护技术

基于白象山铁矿-390 m巷道过F4断层发生突水后的工程地质条件,提出地面注浆技术方案,对突水巷道进行注浆堵水恢复。基于隧道地震波勘探和瞬变电磁法超前物探结果,提出超前管棚预加固技术方案,保证了巷道通过F4断层过程中围岩的稳定与施工安全。针对后期承载和高抗渗性的要求,通过数值模拟分析确定了型钢支架与网喷初次支护、二次衬砌支护结构型式与技术参数,并通过预埋的注浆管对衬砌壁后及破碎围岩进行二次补强注浆加固,保证了高承压水作用下突水巷道围岩与支护结构的长期稳定和安全。     

煤矿断层破碎带超前长孔预注浆加固技术及应用

煤矿巷道穿越断层破碎带时，常发生顶板剧烈来压、强烈底鼓、帮部收敛等变形破坏，严重影响安全掘进及巷道正常使用。断层破碎带内的巷道围岩稳定性受构造应力、断层水、围岩强度与完整性等多种因素的影响。以淮南矿区顾桂井田-695 m南翼轨道大巷穿越F104-1断层破碎带为工程背景，在围岩力学特征测试、物化分析的基础上，结合类似地质条件下的相关工程经验，提出以超前长孔注浆预加固、U型钢支架、锚杆、全长锚固注浆锚索为核心的成套技术体系，研究了高应力、围岩破碎软弱等不良地质条件下巷道围岩加固支护方法。     

断层破碎带巷道二次注浆加固技术研究

针对断层破碎带断层落差大、构造应力高、围岩岩性差和导水的特点,从提高巷道围岩强度和支护结构稳定性角度分析该地质状况下控制巷道变形的关键问题,并提出断层破碎带巷道二次注浆加固支护技术,并得到成功应用.     

工作面预注浆技术在大断层含水破碎带中的应用

焦家金矿某巷道施工过程中,为了使巷道安全顺利通过大涌水、岩石破碎地段,现场采用了工作面预注浆和化学注浆等一系列的关键技术工艺,节省排水和支护费用60万元/a,解决了大断层破碎带涌水问题,避免了巷道与深部裂隙水贯通,也解决了在复杂水文地质条件下施工中掘进工作中的不安全隐患,可为我国巷道工作面预注浆技术过大断层含水破碎带提供实践经验。     

齐岳山隧道高压富水破碎带段施工技术

齐岳山隧道不良地质条件有岩溶、岩溶水、断层破碎带、天然气、煤层瓦斯等,且地应力及地温均较高。其中断层破碎带段长120m左右,水压3．1MPa,最大涌水量达260m3／h,施工难度大。简要介绍了隧道通过破碎带施工中,采用超前地质预测预报、超前注浆加固、超前管棚支护、钻爆法掘进等技术,取得较好效果的情况。     

钱营孜煤矿过F22断层超前精细探查及注浆治理工程

钱营孜煤矿F22断层是矿井内一条规模最大的正断层,F22断层的准确位置、破碎带发育情况及导含水性对巷道施工的安全性构成了较大影响。在地面三维地震、瞬变电磁及补充勘探钻孔总体控制的基础上,井下通过采取超前钻探结合孔中直流电法、孔中测震、巷孔瞬变电磁探测等物探方法对F22断层实施了钻探物探一体化超前精细探查,精确查明了F22断层发育条件、破碎带及富导水性,通过针对断层影响带的管棚超前支护与预注浆及锚杆超前预注浆,对F22断层影响带及巷道围岩进行了注浆加固治理,封堵了可能的导水通道,提高了巷道顶板支护强度,保障了巷道安全穿过断层。     

齐岳山隧道高压富水破碎带段施工技术

齐岳山隧道不良地质条件有岩溶、岩溶水、断层破碎带、天然气、煤层瓦斯等,且地应力及地温均较高.其中断层破碎带段长120m左右,水压3.1MPa,最大涌水量达260m3/h,施工难度大.简要介绍了隧道通过破碎带施工中,采用超前地质预测预报、超前注浆加固、超前管棚支护、钻爆法掘进等技术,取得较好效果的情况.     

巷道穿断层破碎带不对称支护技术研究与应用

为了解决穿断层巷道支护技术难题,以穿南屯矿DWF10断层破碎带的西北轨道运输上平巷掘进为工程背景,综合采用数值计算和现场工业性试验的方法研究断层破碎带巷道围岩控制技术与方案。通过分析穿断层巷道围岩变形破坏机理,提出了分步联合支护技术方案,即采用"高预应力锚网支护+U型钢支架支护+喷浆支护"的初次支护和"预应力锚索支护+滞后注浆补强加固"的二次支护,巷道支护效果分析表明围岩变形已基本得到控制,为减少采区巷道断层保护煤柱宽度、提高薄煤层采出率提供了技术保障。     

东欢坨矿巷道通过F2断层施工实践

开滦集团东欢坨矿由于受F2断层的影响,一直不能达产.通过对断层段地质条件及巷道变形破坏原因的分析,运用新奥法理论,提出了"小导管超前注浆,锚注网喷加固支护"方案.采用该方案,巷道安全顺利地通过了F2断层,收到了预期效果.该项技术在地质条件复杂地段,特别是断层破碎带地段的巷道施工中具有推广应用价值.     

断层破碎带走向方向大断面巷道支护实践

以塔山煤矿8301工作面为研究案例,基于该巷道特殊地质条件下巷道围岩特征,采用FLAC;数值模拟软件揭示了围岩受力状态及变形破坏规律,针对性制定了断层破碎带超前预注浆加固、"三高"支护强化、不对称补强加固的综合支护方案。矿压观测数据表明:8301工作面围岩变形量较小,巷道围岩稳定,支护方案可靠有效。     

断层破碎带大断面巷道围岩变形破坏机理及控制技术

为了解决断层破碎带大断面巷道围岩控制的难题,结合长平矿4320回风措施巷的围岩地质条件,分析了断层破碎带巷道围岩破碎机理,提出了超前注浆加固+锚杆索支护+工字钢补强的围岩控制方案。试验表明,超前注浆加固可以改善围岩力学性能,提高围岩刚度和强度;及时进行锚杆索加密支护和工字梁加固的主被动支护可有效控制巷道的有害变形。