富水断层破碎带对隧道围岩稳定性的影响

为研究富水断层破碎带对隧道围岩稳定性的影响,以吉莲高速公路永莲隧道工程为背景,对其穿越断层破碎带的一段区域进行变形破坏数值模拟研究,并在此基础上,分析了断层破碎带厚度、倾角以及水头压力对围岩变形的影响。研究结果表明:随着隧道向前推进,掘进工作面岩体位移将在与破碎带间隔距离为9 m时开始呈"瀑布式"增长,而掘进工作面前方岩体松动圈则会在间隔距离6 m时与断层破碎带松动区相连,出现导水裂隙通道,引发突水灾害;隧道掘进工作面靠近破碎带时,其最大纵向位移与破碎带厚度关系不大,而与破碎带倾角和水头压力分别呈指数衰减和线性关系;隧道在破碎带内开挖产生的最大位移分别与破碎带厚度、倾角以及水头压力呈指数衰减、抛物线和线性关系。     

回采巷道过断层施工技术

受断层影响,巷道过断层期间掘进速度缓慢,影响采掘接替和矿井生产效率。为了更好地促进矿井生产,以23上04轨顺掘进为研究对象,采用FLAC 3D软件模拟巷道过断层时巷道围岩变形量和塑性区范围,并将围岩划分为正常围岩、过渡带和破碎带3部分。根据模拟结果可知,围岩变形量和塑性区范围都在过渡带开始增大,在破碎带达到最大值。巷道采用后退卧底法过断层,并对断层破碎带及时采用锚网索、注浆、U型钢棚进行支护,通过联合支护相互配合,可以共同提高巷道支护强度,增强巷道顶帮抗变形能力。     

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。     

断层破碎带与采准巷道围岩作用机理模拟研究

断层破碎带经常引起金属矿山采准巷道的垮冒 ,对围岩的稳定性造成严重影响。为评价程潮铁矿断层破碎带对采准巷道的作用 ,在详细进行现场工程地质调查的基础上 ,采用数值模拟计算方法 ,模拟不同倾角、不同距离的断层破碎带与巷道围岩的相互作用过程 ,进行应力、位移和塑性区 3方面的对比分析。研究结果表明 ,对不同倾角的断层破碎带 ,位移变化最大的是 10°断层 ,断层破碎带离巷道越近 ,对围岩稳定的影响程度越大。     

断层带软弱围岩变形特征及支护优化研究

断层附近软弱围岩变形特征的研究对于巷道支护优化和防止围岩大变形具有重要意义。本文以河南城郊煤矿为工程背景,对二水平西翼轨道大巷在掘进过程中断层带围岩表面位移、顶板离层、围岩松动圈分布进行了现场监测。结果表明:在巷道掘进卸压作用持续影响下,断层构造应力逐渐减弱,巷道变形速度随着掘进面的推进先增大后减小,断层带内巷道变形的主要作用力来自断层构造应力;深部围岩受断层构造的影响较大,裂隙较为发育,顶板处于不稳定状态,浅部围岩由于巷道开掘卸压离层量较小。断层附近松动圈受断层构造作用较大,围岩顶板出现大松动圈。本文结合地质条件和现场监测结果提出了U形钢与锚网索相互配合的支护优化方案。     

断层影响下深部巷道交叉点围岩破坏特征及支护

为了研究断层对巷道交叉点围岩破坏及位移的影响,根据巷道塑性区半径及周边位移公式得出深部巷道围岩变形破坏的影响因素,如高地应力、围岩强度、断层破碎带等,运用FLAC~(3D)模拟巷道交叉点周边应力场分布,发现应力场在巷道穿越断层时受到破碎围岩的影响而产生不连续现象,同时断层构造导致围岩破碎,使底板岩层强度变弱,底鼓问题更加突出.设计了4种不同的支护方案,结合巷道塑性区半径对不同长度的锚杆及有无U型棚架的支护效果进行比较分析.研究分析及模拟结果表明:巷道穿越断层时底板变形量大于顶板变形量;锚杆长度大于塑性区半径时锚固效果较好;锚网索喷+36U型棚支护方案能有效改善巷道变形.     

巷道过断层破碎带掘进与支护技术研究

针对郭庄矿2112工作面在通过断层破碎带区域时巷道顶板极易冒落,形成的高冒区严重影响了巷道的稳定性、增加了支护难度的情况,设计了巷道在通过断层破碎区域时应选用的巷道断面形式、掘进施工技术、超前预加固技术、初次与二次支护与加固技术。实践表明,该工艺能有效控制巷道围岩变形,实现了巷道围岩的稳定。     

撞楔法在软岩及破碎带巷道中的应用

当掘进工作面遇断层破碎带或软岩施工时,巷道围岩稳定性差,塑性大,易造成巷道片帮冒顶,顶帮极难维护。通过在16111运输巷采用撞楔掘进法施工技术,从根本上解决了掘进工作面遇破碎带时影响施工进度,危及施工安全的难题。     

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。     

巷道过含水断层破碎带的注浆加固技术

冀中能源郭二庄矿-300 m南大巷在掘进至3232号导向点时遇到含水断层破碎带,为了解决在该破碎带难以掘进和支护的问题,利用注浆加固技术,选用新研制的高效改性聚亚胺树脂注浆加固材料对该含水断层破碎带进行了注浆加固,实验室内的注浆固结体强度试验表明:高效改性聚亚胺树脂注浆加固材料能够明显提高破碎岩体的力学性能.现场监测结果表明:采用该材料进行注浆加固,能够降低围岩的孔隙率、封闭水源,同时加固了破碎围岩,提高了围岩的整体稳定性,使注浆巷道围岩的变形速度得到有效控制,使南大巷的掘进工作成功通过了含水断层破碎带.     

近断层巷道开挖稳定性分析与支护技术

为研究近断层巷道开挖稳定性及其合理的支护措施,以安里煤矿回风大巷为工程背景,采用FLAC3D对其开挖过程中FD49断层破碎带前后方围岩的应力场、变形场、渗流场以及塑性区进行了系统的分析,并在此基础上研究了锚杆排间距以及注浆加固范围对巷道围岩变形破坏特征的影响。结果表明:近断层巷道围岩越硬,其在靠近富水断层破碎带时的突水变形前兆特征就越不明显,因此,需在预留一定防突厚度的情况下对断层破碎带进行提前疏水降压处理;当巷道开挖揭露断层破碎带后,应对断层破碎带围岩进行注浆加固以及锚喷支护,其中,注浆加固范围宜取3~5 m,锚杆长度和间排距则可选2.4 m和0.8 m。     

施工巷道过断层破碎带支护方法

介绍了煤矿井下在掘进巷道时过断层破碎带的各种支护方法及适用的条件。掘进巷道过断层破碎带时"瑞米"充填技术在现场的实际应用,在该矿生产过程中取得了很好的效果,保证了该矿在掘进巷道过断层破碎带的安全生产,为煤矿井下掘进过破碎带围岩提出新的方法。     

马道头矿N2206皮带顺槽掘进过断层破碎带支护研究

马道头矿北二盘区3号层N2206皮带顺槽过DF112断层破碎带期间容易出现顶板冒落问题,给巷道掘进以及后续使用安全带来较大威胁。在分析现场地质条件基础上,通过矿井技术论证,提出采用密集超前钢管对断层破碎带岩体进行控制,并使用锚网索及钢带对围岩进行支护。依据现场实际情况对断层破碎带围岩支护参数进行设计。现场应用后,巷道过DF112断层破碎带期间未出现顶板冒落问题,同时围岩变形量较低,可满足后续巷道掘进以及使用需要。     

掘进巷道过断层的顶板支护与安全监管

锚杆支护掘进巷道在通过断层时,支护强度很难达到要求,采用被动支护与锚杆支护相配合的支护方式可以有效应对破碎顶板,保持支护稳定。巷道掘进过断层后,断层区域顶板受掘进动力影响,失去稳定性,巷道围岩应力需要重新达到平衡,这期间的安全监管非常重要。     

掘进巷道过断层施工技术应用

盛泰煤矿15201运输顺槽掘进过F3断层期间,受断层构造应力影响,巷道掘进效率低、顶板维护困难、支护效果差,针对此问题,在过断层期间采取了分层爆破施工工艺,并对巷道围岩采用"注浆锚杆+桁架锚索+钢棚"联合支护措施,通过实际应用有效控制了断层破碎区围岩变形量,提高了巷道围岩稳定性,取得了显著应用成效.     

软岩巷道过导水断层围岩控制技术研究

断层是制约巷道掘进安全的常见构造。针对马道头矿北三盘区皮带大巷围岩松软、掘进揭露的DF₁₀₉断层具有导水性特点,提出综合使用深孔帷幕注浆+小导管注浆对断层破碎带内导水裂隙进行封堵并加固断层带破碎围岩,使用锚索网梁+T型钢带对围岩进行支护,并依据现场实际情况对巷道注浆加固方案以及巷道围岩支护参数进行设计。现场应用后,北三盘区皮带大巷过DF₁₀₉断层破碎带期间顶板未出现淋水,同时顶板、巷帮变形量分别控制在20 mm、18 mm以内,实现了巷道围岩有效控制。     

断层带破碎区巷道变形破坏规律与控制分析

介绍了袁店二矿F7大断层的发育情况,采用大型岩土三维软件FLAC3D分别对无断层岩体与有断层岩体2种情况下的巷道变形破坏规律进行了对比分析,结果表明,断层破碎区内巷道的应力卸压区范围更大,从而位移变化也较大,并根据其变形破坏规律,采用了全断面"U"型钢支护方式对巷道进行加强支护,监测结果表明,此支护方式能较好的控制断层破碎区内巷道围岩,保持了巷道围岩的稳定性。     

断层破碎带巷道耦合支护技术研究

针对断层破碎带断层落差大、构造应力高、围岩岩性差和破碎易垮落的特点,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,提出断层破碎带巷道耦合支护技术,并得到成功应用.     

巷道快速掘进过断层施工技术研究

为提高巷道掘进效率、降低综掘机磨耗,文章在对巷道掘进地质条件、断层影响分析的基础上提出采用爆破破岩方式掘进过断层,注浆、钢筋网、锚索及梯形棚联合支护方式控制围岩变形,并详细对巷道掘进过断层施工工艺、围岩支护方案进行设计。现场应用后,巷道可保持4.5 m/d的掘进速度,同时围岩变形量较小。提出的巷道掘进过断层技术可满足巷道高效、安全过断层需要。     

岩巷过断层破碎带联合支护技术的应用

断层破碎带围岩具有松散、软弱等特征,强度低,易膨胀和发生塑性流变,增加了岩巷掘进与支护的困难。西峰仑煤矿-380 m水平东大巷过地质破碎带时采用砌碹＋拱形支架＋底板捣制＋壁后注浆联合支护技术,根据1年的观测,巷道帮部最大水平位移20mm,顶底板最大移近量4mm,有效地控制了破碎带巷道的变形。