巷道围岩预注浆防突水技术研究

根据岩土有效应力作用原理, 分析了动水压力和岩体接触压力间的本构关系, 提出了巷道掘进中围岩预注浆防突水控制方案对策。并对止浆岩柱厚度、布孔、注浆参数、工艺等进行了理论分析和工业性试验, 经堵水率、围岩物化特性、力学参数等分析对比, 认为围岩预注浆控制方案具有技术可行、经济合理、安全可靠等特点, 为布孔设计提供了理论和实践依据, 具有实用价值。     

井巷预注浆围岩强化防突水技术研究

实践表明,当巷道通过有水力联系的松软破碎带、断层裂隙带或直接揭露含水层时,常造成掘进中或掘进滞后突水,影响矿井生产安全。通过巷道导水及突水机理分析研究,提出井巷预注浆强化围岩防突水为主和掘后封堵小量出水点为辅的方法,优化出预留防水岩柱和人工混凝土岩帽的解析计算及参数确定,实践中能有效控制围岩突水,并取得较好的技术经济效果。     

井巷预注浆围岩强化防突水技术研究

实践表明，当巷道通过有水力联系的松软破碎带、断层裂隙带或直接揭露含水层时，常造成掘进中或掘进滞后突水，影响矿井生产安全。通过巷道导水及突水机理分析研究，提出井巷预注浆强化围岩防突水为主和掘后封堵小量出水点为辅的方法，优化出预留防水岩柱和人工混凝土岩帽的解析计算及参数确定，实践中能有效控制围岩突水，并取得较好的技术经济效果。     

掘进工作面预注浆堵水技术的数值模拟

针对朱村煤矿运输大巷在延伸过程中遇到前方底板有较大突水采用预注浆堵水技术的问题,采用FLAC3D数值模拟软件对巷道掘进过程中围岩力学性质、孔隙水压力及涌水量变化进行了分析研究.结果表明,掘进工作面预注浆堵水技术能够显著改善围岩抵抗变形的能力,降低孔隙水的渗流速度,提高围岩的抗渗能力,大幅度地减少巷道涌水量.     

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。     

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。     

灰岩岩溶含水层开拓巷道预注浆效果模拟分析

针对某矿山灰岩岩溶含水层开拓工程突水问题,采用Phase2软件建立拟开拓区流固耦合模型,利用有限元模拟分析注浆前后巷道开挖过程中的围岩变形、孔隙水渗流速度和巷道涌水量.结果表明:通过预注浆治理,有效充填封堵了灰岩岩溶含水层的过水通道,提高了围岩的物理力学指标和完整性,增强了围岩的抗变形能力和抗渗性能,可有效避免巷道掘进...     

遇水软化崩解泥岩顶板巷道超前预注浆加固技术

山西某矿10#煤泥岩顶板受上部采空区积水影响,10#+11#煤联合巷道部分在掘时出现顶板淋水崩解、严重冒顶现象。由于围岩的软化破碎和水对锚固的损伤,致使常规支护手段失效,为此在掘进前对巷道顶板围岩进行取芯勘探,若发现围岩有突水软化迹象,则对巷道顶板采取超前预注浆加固。通过对注浆孔布置、注浆参数、注浆工艺等进行理论分析和工业实践,再对堵水效果、围岩物理特性和位移量进行分析对比,结果表明,对遇水软化的泥岩顶板进行超前预注浆加固,可有效地堵截水源,加固泥岩顶板,提高围岩的整体稳定性,保证巷道安全快速掘进。     

掘进巷道初次与长期防水理论与技术研究

巷道帷幕预注浆,可控制与掘进巷道有水力联系的出水点掘进前、掘进中或滞后突水灾害,实现初次防水,在巷道壁后设置刚柔性密封层,可获得永久防水的效果。研究中根据岩土有效应力作用原理,建立突水点的力学模型,分析了动水压力和岩体接触压力间的本构关系,发现了巷道帷幕预注浆过程是有效应力逐渐增加和孔隙水压力逐渐降低,而最终实现动平衡的过程。注浆过程中当有效应力与总应力达到平衡后获得初次堵水效果。巷道壁后设置刚柔性密封层,具有增强提高有效应力减少孔隙水压力的作用,达到永久防水效果,为掘巷和永久堵水提供了理论依据。监测与应用结果表明,初次防水和永久防水理论为掘巷防水提供了有效的途径。     

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。