高承压水软碎断层巷道的施工技术

在巷道开挖过程中断层及其破碎带是常见的不良地质条件,其断层破碎性、富水性、围岩稳定性等地质条件的确定及支护难度较大。基于TSP、瞬变电磁等物探与工程钻探相结合的综合超前地质预报技术,分析了马钢(集团)白象山铁矿-390 m中段巷道F5断层性质,采用地面与工作面预注浆等综合注浆技术,形成注浆堵水帷幕;基于综合物探预报结果与理论分析,并针对后期承载和高抗渗性要求,采用合理的二次支护结构型式与防渗加固措施,较好地解决了断层破碎带处巷道掘进与支护难题,为安全高效通过富水断层提供了保障。     

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。     

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。     

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.     

地面定向钻孔预注浆掩护巷道过断层带关键技术

为解决巷道掘进过断层破碎带存在应力集中和围岩大量变形的情况,避免发生安全事故,以淮北矿区为例,提出了地面定向钻孔预注浆掩护巷道穿断层技术体系,完善了定向钻孔施工及地面高压注浆的关键技术,成功实施了四开成孔结构,有效避免了非治理段干扰。采用分段注浆法完成了破碎带的精准治理。通过压水试验、岩性探测、注浆量、浆液扩散距离、物探巷探验证、巷道支护效果等多方面对注浆效果进行了分析评价。结果表明:地面定向钻孔在巷道层位岩性的超前探查、高压预注浆等方面优势明显,有效提高了围岩的力学性质,减少了围岩的变形量,其中最大底鼓下降61.6%,保证巷道支护安全,可提高掘进效率,减少后期维护。     

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。     

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。     

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。     

巷道掘进过导水断层深孔帷幕注浆技术应用研究

针对巷道掘进过导水断层面临围岩破碎、承载能力差、支护困难,涌水量大等问题,将深孔帷幕注浆技术应用到巷道过导水断层中,取得显著效果。研究结果表明:(1)通过深孔帷幕注浆在巷道掘进轮廓线外围形成堵水帷幕圈、混凝土加固帷幕圈,降低巷道过断层期间的涌水量、提高岩层承载能力;(2)堵水、加固帷幕圈范围远大于巷道掘进引起的围岩松动圈,掘进引起围岩裂隙不会对注浆堵水效果及围岩承载力造成影响。采用深孔帷幕注浆为巷道通过导水断层创造良好环境,保障了巷道掘进安全,为矿井掘进巷道过断层防治水工作开展提供了切实可行的技术途径。     

高压涌水作用破碎围岩巷道综合施工技术

在金属矿山破碎围岩巷道的掘进施工中同时存在高压涌水作用,可导致重大安全事故.采用了综合掘进与支护的技术途径,首先对已施工巷道的注浆加固,改善掘进迎头作业条件,然后在此基础上实施超前探测和超前注浆,形成防渗加固帷幕后实施掘进施工,并在掘进过程中及时采用型钢支架和喷网作初次支护,尽量减轻时围岩的挠动,再在此基础上进行高性能锚固和注浆二次支护与加固,既提高了支护结构的承载能力,又改善了巷道破碎围岩的整体性和抗渗能力,较好地解决了巷道掘进施工安全和长期稳定的问题.     

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。     

注浆加固深部地质异常构造带破碎软弱巷道机理分析及应用

淮南顾桥煤矿南翼胶带输送机大巷(二)施工中,要穿过断层构成的地质异常区,岩体破碎软弱,地应力高,松动圈大,支护难度大。巷道掘进过程中,易片帮冒顶,支护前期变形也很大,传统的被动支护难以奏效。通过超前注浆加固、壁后注浆和底板注浆等措施,提高围岩承载能力,有效地控制了围岩变形,保证了巷道施工安全。阐述了破碎围岩注浆加固机理,扼要介绍了注浆加固技术在该巷道通过地质异常构造带施工中的应用情况。     

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。     

红庆梁煤矿软岩巷道穿越断层破碎带加固支护技术

断层地质灾害是软岩巷道建设中需要考虑的重要问题之一。以红庆梁煤矿软岩巷道迎头遭遇断层破碎带为研究对象,通过超前地质预报判定断层特征,针对断层围岩破坏机理进行深入研究,提出了"预注浆+变截面+超前管棚+‘锚+网+索+喷+架+复喷’"的综合加固支护技术;运用FLAC~(3D)对软岩巷道围岩变形特征及支护结构受力情况进行数值模拟,验证了此综合加固支护技术的可行性。工程实践中监测结果表明:该加固支护效果良好,保障了断层软岩巷道的安全稳定。此创新性成果直接指导红庆梁煤矿成功穿越几十余处断层,并为西部矿山建设穿越断层破碎带提供参考。     

地面定向钻注浆技术在掘进巷道过断层中的应用与研究

袁店一井煤矿东翼大巷施工范围内地质构造复杂,掘进巷道过aF1断层为大型断层(∠60°～70°,H=260～310 m),施工时会出现顶板垮落、断层突水等工程及水文地质问题,影响巷道掘进效率,且存在安全隐患。传统掘进巷道过断层技术措施多采用注浆支护复合措施,该技术受多种条件限制,耗费人力物力,且存在安全风险。地面定向钻注浆技术沿巷道顺巷钻进,最大限度揭露巷道围岩地层裂隙及断层破碎带,高压注浆加固巷道围岩裂隙及断层破碎带后,降低支护难度,消除潜在危害,使巷道掘进更加安全高效。     

煤巷掘进过断层破碎带超前支护研究

+350运输巷掘进范围内存在DF16断层,该断层具有一定导水性且断层破碎带内围岩破碎,巷道过断层时面临淋水、破碎顶板垮落、围岩变形量大等问题。依据现场条件,提出综合使用超前注浆+预应力锚杆(索)+钢架棚方式控制断层破碎带围岩,通过注浆封堵断层破碎带内导水裂隙,降低甚至避免掘进期间围岩出现淋水,并提高围岩稳定性;通过预应力锚杆(索)给围岩施加一定预紧力,降低变形量;充分利用钢架棚刚度大的优势给破碎围岩提供足够支护强度。巷道掘进过DF16断层破碎带期间,围岩未出现淋水、垮落等问题,同时围岩变形较小,不会给巷道掘进造成影响。     

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。     

大断面煤巷过断层组超前预注浆加固应用研究

针对煤巷过断层组破碎带顶板难以控制的难点,采用超前中空注浆锚杆锚索预注马丽散的技术对巷道顶板和两帮进行了加固;介绍了加固性注浆的注浆范围、超前距、扩散半径、钻孔布置、注浆压力等参数的确定。现场试验效果表明,注马丽散有效控制了巷道围岩变形,避免了巷道堵塞、冒顶和片帮事故,提高了掘进速度,保证了安全施工。     

煤巷过导水断层注浆堵水工程实践分析

为防止Y292运输顺槽过DF15正断层时出现围岩破碎涌水、涌沙现象或发生冒顶事故,采用施工泄压导水深孔超前化学预注浆加固,对工作面预注浆,并对巷道进行全断面锚注加固,实现堵水固沙,保证了巷道的正常掘进。     

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。