掘进巷道过断层破碎带安全措施研究

掘进巷道过断层破碎带安全措施研究

王小江

中冶北方（大连）工程技术有限公司辽宁大连116600

摘要：出于更好地保障掘进巷道能够安全有效地经过断层破碎带、增强断层周边顶板的稳固强度的目的，本文将重点运用相关的技术来分析铁矿掘进巷道经过断层破碎带的时候需要使用哪些必要手段，从而更好地提升断层带中破碎顶板的稳固强度，并实现较为理想的效果。

关键词：巷道断层破碎带安全措施

引言

在铁矿的巷道挖掘工作当中有关地质的构造情况是必须考虑的要素，因为巷道进行开挖的时候会面临一些断层破碎带，在构造应力与原岩应力的共同作用之下会在断层构造的发育范围之内出现大规模的围岩破坏。也会在之前的裂隙上出现二次裂缝，从而严重影响巷道的围岩强度，巷道的围岩会变得更加脆弱，而且开挖的过程中容易出现较为激烈的矿山压力，这也会给巷道围岩带来较大的塑形损伤，使得顶板出现严重的变形，并且失去较好的稳定性，不利于铁矿的安全和稳定。因此铁矿工程在实际开挖建设的时候需要运用恰当的过断层方式，还应该运用较好的安全防护措施和支护方案，从而更好地提高铁矿巷道在生产建设过程中的安全有效性。

1巷道过断层破碎带中出现的相关问题

1.1影响支护工作和巷道施工

因为巷道过断层破碎带的围岩具有复杂多样的物理力学特征，而构造的应力主要位于断层破碎带的局部围岩地带，巷道的局部地带一般聚集着高应力，并且容易遭遇掘进工程的干扰，使得巷道的围岩应力场出现叠加的现象，这对于巷道的施工工作和支护工作有着不利影响。

1.2支护难度的加剧

因为断层的破碎带经常会受其他外物的干扰，而断层中常常会混杂着亲水性物质以及断层泥，断层泥吸收一定的水分之后会愈发膨胀，这主要体现在流动性这方面，这样断层的内部将会受到强烈的膨胀力影响，使得支护难度急剧上升。

1.3围岩强度不高

现在已经知晓的中砂岩，岩石较为破碎，在贯通处出现冒顶的现象，还有巷道处出现了裂隙。钻孔途经的巷道围岩强度不高，整个的完整性也不高，这呈现出一种分散和琐碎的现象。

2掘进巷道过断层破碎带的施工措施

2.1注浆支护的安全措施

因为巷道内部存在构造应力，所以顶板原岩的损坏现象较为剧烈，并且破碎岩体不具备较高的单轴抗压能力与承载能力，这都导致了原顶板的支护质量不高、水平较差以及支护效果失控的结果，因此建设部门可以采用注浆的方法来改善破碎岩体的胶结稳固程度和承载大小。

(1)一般来说，巷道掘进需要控制在360米的范围内，然后对破碎顶板开展相应的注浆和钻孔工作，在每个工作面上需要安排4个钻孔，并且每个钻孔的直径应该设置在55毫米，钻孔的深度设置在8.0米，并且设置钻孔的间距是1.2米，钻孔距离巷道的顶板是一米，并与顶板形成三十度的夹角。

(2)钻孔在完成施工工作之后，需要通过高压注浆泵来往钻孔里面注入适当的马丽散和催化剂，并且两者的配比是一比一的，注浆的时候一旦浆液渗透了，就应该立即停下注浆工作，转而使用黄泥砂浆来堵住钻孔，等到注浆两小时之后才可以继续进行掘进工作。

(3）完成了第一排的钻孔注浆工作和巷道向前掘进五米之后，就应该马上对第二排的钻孔进行注浆工作，两排注浆孔的水平方向大致形成交错的位置。

2.2支护施工的安全措施

现场施工一般会提前进行注浆，并对巷道顶板的破碎围岩加以固定，中间孔延展到巷道的顶板位置，中线方向呈上扬十五度角，两帮的起拱处需要将角度增加到二十度，并最后将注浆的压强控制于五兆帕。注浆材料会选择双液的水泥浆、新鲜的普硅水泥；并将水玻璃的模数设置在2.8至3.1之间。还要合理地使用水泥浆的物理属性，用胶来固定和凝结断层破碎带中较为松软的破碎围岩，这样能够加大巷道围岩间的摩擦度数以及黏聚力，这样就能够更好地优化巷道的围岩性质。而且注浆压力与浆液的发散距离、水泥的胶结密实度有很大关系，注浆的时间应该设置在七天时间，当注浆量在不断地加入，那么即使是不起压也应该要立刻停止注浆的第二套掘进支护方案，并在超前管棚的后两个棚之间开展施工工作，管棚支护与掘进头的距离是一点六米，根据超前管棚的支护特征与地质情况，应该合理地设计管棚的长度、钻孔的开凿水平向上角度、孔径大小等参数。管棚的终端应该要稳固地贴在U型的钢棚梁上，并且在悬空处运用圆木和水泥背板来压实。超前管棚进行施工的顺序分为以下：先要搭建好脚手架，然后安装好浅孔钻机，之后对管口进行开孔，建设管棚架，掘进巷道，建立U型的钢支架，对棚后进行填充，最后进行喷浆和加固。

2.3掘进巷道过断层破碎带的支护技术和手段

当掘进巷道与断层的距离达到十米的时候，一般都会添加巷道支护的锚杆与锚索，而掘进巷道与断层距离达到六米的时候，应该向顶板岩层上注入一些马丽散。施工部门刚开始搭建支棚的时候，断层面附近的两到三米处的煤岩层比较松散，顶板岩层容易出现冒落的情况，这个时候需要施工人员引起足够的重视。另外，施工部门在开展巷道掘进工作的时候，尽量不要装太多药、不要打太多钻眼，进而有效地管控好巷道的循环进度。施工部门开展巷道掘进工作的时候还应该对工作面上方的斜向进行打锚索和悬挂网，做好超前的支护措施，还应该开展预先紧急处理工作，完成放炮操作之后，还要再开展预先紧急处理操作，这样能更好地保护施工人员地生命安全。搭设管棚的时候要确保构顶盘帮的牢固和稳定，还要和超前全锚索的支护措施相协调，这样能够促进超前锚索和架棚的有效统一，也就更好地改善顶板的支护质量和水准。

3对支护效果的解析

一般来说,巷道顶底板和两帮的收拢变形速度都会慢慢放缓，巷道在刚开始挖掘的四天到十八天之内，因为巷道开掘的缘故会影响围岩的表面载荷失去功效，并且围岩应力场将会形成全新布局，并且增加切向载荷量。顶板与两帮的变形速度很多将会形成较快的发展状态，巷道围岩的剪切强度很难抵消掉偏应力，这将会导致围岩从里到外破损，而围岩破损之后体积会变大，这就造成了围岩的自由形变。另外，前期的掘进距离不长，容易遭受工程中各种因素的干扰，而围岩变形的不稳定性也会也会影响曲线的变化规律。通过预注浆、超前管棚支护、架棚支护的支护方案能够更好地稳固巷道的围岩，也能利用超前预注浆的方式来稳固断层破碎带，使内部松散的围岩加以巩固，而超前管棚的支持下对架棚支护和巷道围岩进行联结，能够形成一个完整的承载结构，有助于更好地管控巷道过断层破碎带中围岩的大变形现象，有助于巷道的长期安全和稳定。

4结束语

在掘进巷道过断层破碎带的施工工作中，经常会发生冒顶的危险，而施工部门可以利用预注浆的支护措施、超前管棚支护的措施以及架棚支护的措施，巷道掘进工程在施工的时候还需要考虑多方面因素，做好相应的安全防护措施。

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