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。     

煤矿井下带压封堵高压瓦斯及硫化氢施工技术

针对龙滩矿井+450 m回风石门施工中,揭露富含高压瓦斯和硫化氢气体的异常地质构造带,采用以带压钻进和带压注浆为核心的带压堵气技术及管棚注浆加固工艺,解决了煤矿井下巷道掘进通过富含高压瓦斯及硫化氢等有毒有害气体异常地质构造带的难题,同时,也有效防治了煤矿井巷施工中高压瓦斯、硫化氢等有毒有害气体.     

南翼Y型通风巷道过F_(104)地质构造带安全掘进与加固技术研究

在断层带中施工的巷道,由于断层带中的岩层被切割破碎,自稳能力很差,巷道破坏和失修屡屡出现。以淮南矿业集团顾北煤矿南翼Y型通风巷道为例,介绍该巷道过F104地质构造带所采取的地表注浆加固、巷道支护参数,采用后该支护方式后,巷道支护后围岩稳定性得到有效控制,确保了巷道在开挖施工的安全和巷道的稳定,开挖施工过程中未发生掉顶、片帮现象,支护效果较为理想。     

煤矿深部巷道群穿灰岩推覆体水害超前治理技术

煤矿深部巷道高水压和高地应力下掘进,水害和破碎围岩是面临的主要水文和工程地质问题,以淮北邹庄煤矿87采区系统大巷群穿推覆体高压灰岩含水层和F25断层为研究对象,提出利用地面定向多分支孔顺巷探查和分段高压注浆技术,对巷道群穿含水层和断层破碎带进行超前区域治理。查明了太原组灰岩和断层破碎带的空间位置和形态。通过分段高压注浆在巷道周边形成了隔水圈带,含水层有效改造范围大于30m,改造后验证钻孔出水率降低约50%,单孔最大涌水量小于2m3/h。高压劈裂注浆固结了断层破碎岩体,巷道在断层带掘进未发生片帮、掉顶,采用锚喷支护即顺利穿过。地面定向多分支孔注浆技术是解决深埋巷道掘进面临的破碎围岩和水害问题的有效手段,实现了由井下治理到地面治理,边掘边治到掘前治理,逐段治理到区域治理的治灾理念转变,可广泛应用在巷道穿深大断裂或高承压含水层的超前治理。     

管棚帷幕注浆法在煤矿巷道穿越破碎带中的应用

结合工程实例,详细介绍了煤矿巷道穿越含高压瓦斯破碎带的管棚帷幕注浆施工技术。     

松动圈固化锚网索支护技术在金佳矿的研究与应用

巷道在掘进过围岩破碎带时,传统支护方式为架设金属U型棚支护,该支护为被动支护,巷道抗压效果较差,巷道变形严重,导致来回返修,造成人力、物力和财力的浪费。通过对巷道围岩变形原因的分析,采用松动圈固化锚网索主动支护技术,该技术在金佳矿123运输石门试验成功,在近半年的矿压监测过程中未发现巷道明显变形,有效地解决了巷道过破碎带的支护问题,提高了巷道支护的可靠性,具有较为广泛的推广意义。     

断裂带主要巷道围岩类别及支护对策

破碎、软弱或富含地下水是断层带区域岩层的主要特征,是地下巷硐掘进与支护工程中经常遇到的棘手问题。在调研方庄一矿主要开拓巷道围岩表面及深部破坏特征的基础上,将该矿主要开拓巷道分为实体巷道、煤柱巷道、窄煤柱巷道、穿越老空区巷道和断层带巷道5种类别,并提出了返修加固思路。针对断裂构造带-400 m大巷,给出了返修加固参数,矿压观测显示该加固方案取得了较好的效果。     

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。     

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。     

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。     

地质构造带巷道动态化施工方法的应用

断层带、淋水带及破碎带是巷道支护施工中难度很大、容易出现事故的地段。本文结合刘桥一矿Ⅱ66回风下山过DF20断层施工的实例，采用基本地质条件监测、施工监测监控等方法，通过数据分析处理，将处理结果动态反馈于施工过程中，此即巷道动态化施工。该方法在巷道穿越地质构造带施工指导中取得了令人满意的结果。     

卸压带宽度的综合测定方法及其工程应用

在卸压带宽度的测定过程中，使用单一指标测定极易造成卸压带宽度测定结果的失真，不能有效准确测定卸压带实际情况。鉴于此，分别运用瓦斯含量法、瓦斯放散初速度、钻屑解吸指标方法对巷道卸压带宽度进行测定，并综合分析确定了巷道卸压带宽度。该综合测定方法经现场应用得到了相互验证，可准确测定巷道卸压带宽度，对于合理布置突出矿井巷道、提高巷道安全快速掘进效率、确定各抽采钻孔封孔长度、提高瓦斯抽采率具有重要意义。     

干河煤矿清理斜巷K2灰岩高压含水层预注浆施工技术

霍州煤电集团有限责任公司干河煤矿主井清理斜巷需穿越K2灰岩含水层,其含水层带压达5 MPa,水文地质条件复杂。主要介绍了对高压含水层的注浆堵水工艺,为巷道的安全掘进、防止巷道突水提供了可行的借鉴经验。     

新元煤矿3~#煤南区集中胶带大巷加固方案设计

新元煤矿3~#煤南区集中胶带大巷处于深埋区域且受蔡庄向斜和大南沟背斜挤压带的集中应力的影响,巷道掘出后变形非常严重,经过3次开帮起底仍然不能控制巷道变形,不能满足巷道使用要求。经与北京天地科技有限公司合作,提出了采用高压注浆配合强力锚索支护加固方案,有效地控制巷道变形。     

基于摩尔-库伦定则的卸压带范围预测

为了确定某矿27021回风巷的卸压带宽度,分析了卸压带的形成机理并通过采用FLAC~(3D)软件模拟出卸压带随巷道开挖深度的变化情况,探索掘进过程中巷道煤帮的变形机理,从而得出掘进煤巷巷帮变形影响范围随时间的变化规律。并且通过现场实测钻孔每米钻屑量,根据钻屑法验证了数值模拟所得出的卸压带宽度,得出该巷道两帮卸压带宽度为6 m。     

高瓦斯矿井综掘巷道快速穿越断层破碎带施工中的瓦斯治理技术

高瓦斯矿井屯留煤矿南翼采区胶带运输、进风大巷为综掘巷道。巷道掘进施工中,遇到了F70断层。该断层破碎带导通了瓦斯富集区,巷道掘进工作面有大量瓦斯涌出,迫使停止掘进施工,进行瓦斯治理。对瓦斯涌出原因及影响因素进行了分析,制定并实施了瓦斯治理措施,收到了预期效果,确保了巷道安全快速地穿越了断层破碎带,为高瓦斯矿井巷道穿越复杂地质构造时的瓦斯治理提供了经验。     

煤矿掘进工作面回风顺槽过裂隙带技术研究

以金家渠煤矿110301工作面回风顺槽为例,针对其巷道过裂隙带的支护技术展开了理论分析。提出在原支护方案的基础上采用管棚支护作为临时超前支护以通过裂隙带,同时对该支护效果进行了分析,结果表明,采用该支护方案后,巷道顶板离层量在巷道开挖14d后趋于稳定,最大值为14mm,有效地控制了围岩变化,实现了对施工安全的保障。     

不同接触角下接触带巷道顶部剪应力分布特征研究

地下开采中接触带巷道围岩剪应力是巷道出现剪切破坏和局部冒落的主要原因,构成矿山开采的重大安全隐患。为控制接触带巷道稳定性,研究了不同接触角下接触带巷道围岩剪应力分布特征。采用三维光弹应力冻结试验法,制作了0°、15°、30°和45°的接触带巷道光弹试验模型,定量分析了不同接触角下接触带巷道顶部在4 000 k N载荷时的剪应力分布特征。试验表明:光弹切片的应力条纹图直观显示了不同接触角下接触带巷道顶部的应力场分布;接触带弹性模量为6.69 GPa的一侧剪应力大小是弹性模量为3.20 GPa一侧的2~10倍,巷道顶部接触带上存在剪应力突变;当载荷一定时,接触带与巷道交界处剪应力值和接触带巷道顶部上最大剪应力值随接触角的增大而增大。研究结果表征了不同接触角下接触带巷道顶部的剪应力分布特征,对实际工程具有一定指导意义。     

煤矿巷道底板锚固钻孔钻具的研制与应用

针对煤矿巷道底鼓治理中底板锚固钻孔施工困难、成孔率低导致底鼓治理效果不佳等技术难题,以贵州湾田煤矿巷道严重底鼓为研究对象,运用高压强力正循环排渣钻进原理研制出一套小孔径高压强力正循环钻具,详细介绍了该钻具的工作原理、钻具设计和钻进工艺。现场实际应用结果表明,该套钻具能够大大提高钻孔的成孔速度和成孔质量,有效地保障了锚固后底板的稳定性。     

U型钢支架与混凝土喷碹联合支护在冲刷带巷道中的应用

为解决某矿冲刷带巷道支护问题,从支护体的协同性方面入手,研究了U型钢支架与混凝土喷碹联合支护技术在支护过程中支架与混凝土喷碹的协同作用,指出了提高支护体协同受力性能的技术关键点,并将该技术应用于冲刷带巷道支护当中,取得了良好的支护效果。