隐伏岩溶地段巷道冒顶塌方处理技术及应用

隐伏溶洞是地下岩石工程中一种常见的不良地质体,洞内组分多为破碎岩块、泥砂、水和有毒有害气体,矿山井巷掘进揭露溶洞时极易发生冒顶片帮和突水突泥灾害,严重影响井巷工程的施工安全和工期进度。以云南磷化集团昆阳磷矿二矿主斜坡道“3·29”塌方事故为背景,研究了岩溶巷道塌方处理技术并进行了工程实践。结果表明,该巷道岩溶含有极破碎软弱岩块和大量砂质黏土,巷道冒落区体积为150 m³,设计的“小间距工字钢架拱+双层钢筋网片+双层连接筋+锁脚锚杆+工字钢仰拱+圆木回填+水泥注浆+喷射混凝土”的联合支护方案有效控制了岩溶地层的巷道冒落塌方。基于地质雷达物探结果,对前方待掘岩体提出了“管棚超前支护+钢拱架永久支护+喷射混凝土”的联合支护工艺,取得了良好的应用效果。     

回风斜井溶洞塌方段施工技术

天成煤矿回风斜井溶洞塌方段施工中,先注浆充填加固塌方区,形成人工假顶。接着以超前注浆管棚+11号矿用工字钢支架+局部锚杆+双层钢筋网+喷射混凝土作初期支护,先拱后墙;钢筋混凝土碹作二次支护,分段施工,安全顺利地通过了塌方段。实践证明,注浆充填加固、超前管棚支护,是处理溶洞大塌方的一种比较安全可靠的施工技术。     

小区域构造应力破坏下巷道硐室治理方案探讨

开滦集团蔚州矿业公司北阳庄矿水泵房的混凝土浇灌巷道,受小区域构造应力影响,巷道硐室变形严重,为保证施工安全和巷道硐室正常使用,研究了破坏巷道硐室治理方法。使用锚喷及注浆支护技术有效地解决了该难题,施工安全、简单,质量稳定,对于类似巷道硐室支护有较好的推广价值。     

软岩井底水仓防渗加固技术

兖州矿业 (集团 )公司鲍店煤矿针对井下三环水仓部分区段位于裂隙发育、强度较低的泥岩和砂质泥岩中的特点 ,采用注浆锚杆和喷射防渗混凝土等新工艺对原支护设计方案进行了优化 ,有效地防止了水仓渗水、围岩膨胀等现象发生 ,保证了水仓工程的安全。该水仓总长 4 47m ,其中 15 0m围岩岩性较差的巷道采用防渗加固方案进行施工 ,施工程序如下 :开凿巷道—普通端锚锚杆锚固围岩—挂金属网—上钢筋带—喷射 5 0mm厚混凝土—注浆锚杆全断面注浆(注浆浆液为水泥 水玻璃浆 )—挂金属网—喷射15 0mm厚的防渗混凝土加强支护—浇筑 30 0mm厚的防渗混凝…     

神山矿1#隧洞冒顶综合治理技术实践

塌方是隧洞施工常见的灾害之一，不及时有效处理会造成更大的事故发生。神山矿物流廊道1#隧洞塌方初期处理不当，造成塌方扩大，地表沉陷，形成冒顶事故。传统的单一的塌方治理技术处理1#隧洞冒顶具有局限性，为此，通过调查塌方冒顶的过程，从地质、施工、技术等原因分析，提出对塌方影响区域和塌方体进行注浆+超前管棚支护+上下台阶法短进尺施工方案。治理过程中未出现塌方扩大，取得了显著的成效，安全快速地通过冒顶区域。该方案可为类似工程提供借鉴。     

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。     

深部软岩巷道围岩支护技术研究

为有效解决深部软岩巷道围岩控制问题,针对信湖煤矿回风石门埋深大、应力高、围岩强度低的特点,在分析了信湖煤矿回风石门的围岩赋存条件、变形破坏特征以及原有支护方案已难以维持现掘巷道稳定的条件下,通过理论计算得到信湖煤矿回风石门围岩塑性区范围,从而提出了控制巷道围岩的基本理念：采用小承载体控制围岩破碎区的扩大,采用大承载体限制围岩塑性区的发展,2个承载结构共同维持巷道稳定,进而提出采用“混凝土喷射+注浆锚杆/锚索+普通锚杆/锚索”联合支护方案对新掘巷道进行支护,并结合FLAC^3D数值模拟及现场工业性试验对“混凝土喷射+注浆锚杆/锚索+普通锚杆/锚索”联合支护方案的合理性及可靠性进行验证。结果表明：信湖煤矿回风石门新掘巷道经“混凝土喷射+注浆锚杆/锚索+普通锚杆/锚索”联合支护方案支护后围岩表面变形趋于平稳,巷道顶板最大下沉量仅为36 mm,两帮移近量为67 mm,支护体与巷道围岩形成了稳定的复合承载结构,联合支护方案能够保持巷道的长期稳定,该联合支护方案可为其他类似深部软岩巷道支护提供一定参考。     

深部软岩巷道耦合支护方案的数值模拟

结合深部软岩巷道特殊的地质状况和围岩环境,分别采用“锚网+钢带+锚索+喷射混凝土”和“恒阻大变形锚杆＋钢带+底角注浆锚管”的耦合支护方案,并利用有限差分软件FLAC3D,对深部软岩巷道在开挖后出现的破坏情况进行了动态数值模拟,并对比分析了巷道在不同支护条件下的应力应变分布规律以及支护体的受力状况,为深部软岩巷道支护方案的选用提供了科学依据。     

1301综采面回风巷过断层破碎带支护技术研究

玉溪煤矿1301综采工作面回风巷在掘进过程中揭露断层破碎带,巷道变形明显,通过采用现场围岩原位实测的方法对巷道破坏严重的原因进行综合分析,在此基础上提出了加大支护强度+注浆+喷射混凝土的联合支护方式。现场监测结果表明,在该优化方案支护下巷道围岩变形较小,满足矿井的正常安全生产。     

穿层软岩巷道锚固支护技术研究

在穿层软岩巷道掘进过程中,围岩性质不断发生变化。为了有效控制巷道变形,提出了"注浆锚索+注浆锚杆+钢筋网+喷射混凝土"组合支护技术,并在金能煤业东翼集中回风上山巷道进行工程应用。针对不同岩层段围岩性质表现出的差异性,分别对细粒砂岩段以及砂质泥岩段巷道进行支护设计。通过现场监测反馈,巷道围岩稳定性得到提升。     

海底深井巷道围岩支护与控制技术研究

为保证深井巷道支护效果,以瑞海矿业海底千米深金矿为工程背景,结合其工程地质调查,采用数值模拟研究了不同围岩下巷道应力及位移变化规律,旨在探究巷道破坏机理,同时确定合理的巷道支护方式。结合巷道埋藏深度及围岩物理化学特性,提出该地区的“分区分级”支护技术,对-1 060 m中段采用“锚杆+喷射混凝土+金属网”支护方式,-1 300和-1 480 m中段采用“锚杆+喷射混凝土+金属网+锚索+钢拱架”支护方式,有效控制了巷道的变形破坏。     

常规支护技术在充填体巷道或硐室中的创新应用

充填体内巷道或硐室掘进时采用控制爆破技术,喷锚支护紧跟工作面及时进行。根据凿岩硐室、出矿川、回风联络道及出矿进路所处位置的岩体和充填体情况,合理选择巷道支护方案和参数：凿岩硐室采用喷射混凝土与锚索联合支护方式或锚杆、锚网与喷射混凝土联合支护方式;出矿川脉及出矿回风联络道采用锚杆、锚网与喷射混凝土联合支护方式;出矿进路眉线处初期采用喷射混凝土、锚杆和金属网联合支护方式,后期施作模筑钢筋混凝土支护。面对充填体巷道普遍存在的掘进难度大、支护成本高、施工效率低的技术难题,本文成果填补了国内矿山充填体内巷道或硐室常规支护技术的空白。     

深部软岩大断面巷道大变形控制技术研究

深部软岩大断面巷道的变形控制一直是煤矿开采中的一个难题。为解决深部软岩大断面巷道大变形的问题,以神木大柳塔东川矿业南一石门为工程实例,通过现场监测及声波试验研究了巷道的变形破坏特点和破坏范围。基于原支护方案及分析成果,提出了“锚杆+注浆锚索+钢筋网+喷射混凝土+注浆管”的优化支护方案,数值模拟得出,采用优化支护方案相比原支护方案围岩塑性区破坏范围减小了约65%,验证了该方案的可行性。同时在新掘巷道进行了现场试验,巷道顶底板最大移近量为122 mm,两帮最大收敛量为115 mm,双孔声波法测试结果可得注浆浆液有效填充了巷道围岩裂缝,提高巷道围岩强度,实现了对巷道的稳定性控制,取得了良好的支护效果。     

常规支护技术在充填体巷道或硐室中的创新应用

充填体内巷道或硐室掘进时采用控制爆破技术,喷锚支护紧跟工作面及时进行。根据凿岩硐室、出矿穿脉、回风联络道及出矿进路所处位置的岩体和充填体情况,合理选择巷道支护方案和参数:凿岩硐室采用喷射混凝土与锚索联合支护方式或锚杆、锚网与喷射混凝土联合支护方式;出矿穿脉及出矿回风联络道采用锚杆、锚网与喷射混凝土联合支护方式;出矿进路眉线处初期采用喷射混凝土、锚杆和金属网联合支护方式,后期采用模筑钢筋混凝土支护。常规支护的创新应用解决了充填体巷道普遍存在的掘进难度大、支护成本高、施工效率低的技术难题。     

金川矿区深部高地应力矿山巷道锚网支护技术

金川矿区深部巷道地应力大、岩体破碎的特点凸显,矿山巷道原采用的锚喷支护方法在施工后具有围岩变形量大且持续时间长、喷射混凝土层掉块剥落及锚杆锚固力下降等问题,难以保证巷道安全可靠。通过对矿区巷道变形特征进行调查研究及理论分析,引入锚杆+TECCO网（无喷混凝土）支护技术来解决其支护难题。所研究的锚网支护具备两大特点：①支护过程中不采取喷射混凝土的方式;②结合巷道围岩变形实际情况,采用了通常应用于边坡防护工程中的高强度金属网（TECCO网）。研究表明：①具有高抗拉强度的TECCO网能够在巷道围岩产生变形后,使支护体逐渐与围岩形成一个紧密的整体结构,提高围岩自承能力;②试验巷道采取锚网支护40 d后,围岩变形速率小于0.1 mm/d,说明该支护方式可以有效控制巷道变形;③锚杆+TECCO网支护成本低、作业强度小,可对该矿高效及安全生产发挥积极作用。     

胶带机大巷特殊地质异常体内施工技术

介绍顾桂地质异常体内巷道支护难题,通过合理优化巷道布置,减小特殊地质异常体高应力集中区的影响;采用地面预注浆、超前预注浆区域注浆治理技术和短注短掘局部注浆治理技术,提高围岩稳定性;运用全封闭双层"O"型棚,结合喷浆及注化学浆对壁后充填,对巷道围岩进行支护;利用新型预应力组合锚注加固技术,结合反拱地坪及护棚锚杆联合加固方法,对底鼓进行治理;最终控制了围岩的稳定,取得了良好的支护效果。     

高应力破碎岩石条件下钢管混凝土支护方案研究与应用

结合14行回风道返修断面，建立850 m平面巷道钢管梁支护的数值模型，研究采动影响引发的岩体移动导致支护体发生破坏的演化过程，同时配合现场数据监测对“钢管混凝土支架+围岩注浆”返修支护技术进行综合评价，提出钢管混凝土支架可控制二矿区深部工程巷道围岩变形，能够为保证巷道支护安全，可推广应用于各岩石破碎巷道压力较大区域的支护。     

注浆加固技术新进展

介绍了巷道支护技术的演变过程，从中衍生出新型的注浆加固技术。在预加固不稳固矿岩与处理两个冒落区应用中，该技术在注浆锚杆和注浆材料方面均不同。在不稳固矿岩易发生冒落地段优先采用注浆预支护，而注浆加固处理冒落区技术形成了以专用注浆钻杆和快凝材料、喷射混凝土层作止浆墙核心技术。工程实例证明，该项技术具有简单可靠、安全高效的特点，是一项应用前途广阔的实用技术。     

逆断层影响区域破碎巷道稳定性控制对策分析

福建马坑铁矿中矿段区域矿体受到贯穿逆断层影响,近断层区域岩体稳定性较差,从而导致巷道支护难度大、多次返修等问题。针对该问题,通过采用现场超声波测试,利用波速梯度最大数值作为松动圈范围判别准则,确定该巷道的松动圈范围1.6m~1.8m;结合现场踏勘、岩体质量分级与理论计算结果,提出近断层区域巷道支护方案,即树脂锚杆+金属网+喷射混凝土+钢拱架联合支护方式,树脂锚杆长2.5 m,锚杆间排据均为1.2 m,喷射混凝土厚度为100 mm,采用数值模拟方法,进行支护参数优化方案与现场支护方案对比,模拟结果显示,优化的支护方案可控制围岩变形,提高围岩自稳能力,具有良好的支护效果。     

北?河铁矿断层破碎带区域巷道掘支施工技术

北洺河铁矿矿区东部MB4勘探线到MB5+25勘探线之间存在一条较大的F3断层,该断层成因复杂,由起初的正断层经构造运动改造为具有逆冲性质的平移断层,断层为一产状为NW307°∠65°,垂直滑距约8.9m,水平滑距约17m的压扭性断层。伴随该断层的主断面分布一条宽约10m的破碎带,该带宽度较稳定,但破碎带中岩石的破碎程度稍有差异,在与其他优势构造方向交汇处,岩石破碎严重,受地下水活动影响,岩石风化严重,工程地质条件差。北洺河铁矿在-200m水平13#联巷掘进至F3断层破碎带区域时,发生了大面积塌方。北洺河铁矿对塌方空区范围进行探测后,采用混凝土对塌方空区进行浇筑充填;待混凝土凝固后,从上部施工注浆孔,对断层区域破碎岩体及塌方松散体采用渗透注浆的方式进行胶结加固,后采用U型钢支架与超前锚杆护顶的联合支护方式顺利完成了13#联巷的安全贯通。