矿井建设中软岩巷道掘进施工技术

矿井建设中软岩巷道掘进施工技术

田玉平

甘肃蓝野建设监理有限公司，甘肃兰州  730030

摘要：本文基于矿井建设中软岩巷道掘进施工的实际需求，深入研究了软岩巷道掘进的关键技术和施工方法。通过对软岩巷道工程的案例分析和相关文献综述，探讨了适用于软岩巷道的掘进机械、支护材料及施工工艺等方面的创新和应用。本文旨在为矿井工程中软岩巷道施工提供可行性的技术方案和实践经验。

关键词：矿井建设；软岩巷道；施工；技术；

引言：

矿井工程中软岩巷道施工一直是一个具有挑战性的问题。软岩地层的不稳定性和易变性使得巷道的掘进施工更为复杂。本文旨在深入研究软岩巷道掘进施工的技术问题，通过探讨适用于软岩巷道的先进技术和方法，提高施工效率，确保工程的安全可靠性。

一、软岩巷道掘进机械选择

1.1 选型原则

在软岩巷道施工中，掘进机械的选型直接关系到施工效率和工程质量。为了更好地适应软岩地层的特点，提出了一系列机械选型的原则，以确保在软岩巷道掘进过程中能够充分发挥机械设备的性能。

1.1.1 地质适应性原则：软岩巷道地质条件的复杂性是选型的首要考虑因素。机械设备应具备强大的地质适应性，能够应对软岩地层中可能存在的弱陷、泥浆涌水等问题。因此，在选型时，要优先考虑机械设备是否具备足够的适应性，以确保在软岩巷道掘进过程中能够稳定可靠地运行。

1.1.2 尺寸适应性原则：软岩巷道的尺寸可能因工程要求而有所不同，因此，选型时要考虑机械设备是否适应巷道的具体尺寸。选择具有可调节尺寸或适应性强的掘进机械，能够更好地适应不同尺寸的软岩巷道，提高施工的灵活性。

1.1.3 环境友好性原则：软岩巷道施工中，机械设备的运行不仅需要高效，还需要对环境友好。选择环境友好型的掘进机械设备，包括降低噪音、减少振动、能耗低、污染少等方面的考虑，有助于降低对周边环境的影响，确保施工过程更为安全和可持续。

1.1.4 维护便捷性原则：软岩巷道掘进机械在施工过程中可能面临不同程度的磨损和故障，因此，选型时要考虑机械设备的维护便捷性。选择设计合理、易于维护的机械设备，能够降低施工中的维修成本和停工时间，提高整体施工效率。

1.1.5 安全性原则：软岩巷道的特殊地质条件对施工安全提出更高的要求。选型时，要优先选择符合国家安全标准及矿山标准的机械设备，确保在软岩巷道掘进过程中不仅高效而且安全可靠。

通过遵循这些选型原则，软岩巷道施工中的掘进机械选型将更加科学合理，有助于提高整个工程的施工效率和安全性。

1.2 具体机械应用

在软岩巷道掘进中，选择适用的先进掘进机械是确保施工高效性和质量的关键。以下介绍一些在软岩巷道掘进中具体应用的先进机械，它们通过巧妙的设计和性能优势，有效解决了软岩地层的挑战，提升了施工效率和工程质量。

1.2.1 液压掘进机:液压掘进机是一种广泛应用于软岩巷道掘进的先进设备。其具有高度的适应性和机动性，能够适应软岩地层中的不规则形状和易变性。液压掘进机通过液压系统驱动刀盘的旋转和推进，有效地降低了对巷道周围地层的影响。其优越的掘进效率和灵活性使得在软岩巷道中广受欢迎。

1.2.2 全断面掘进机:全断面掘进机是专为软岩巷道设计的一类掘进设备。它采用盾构机的原理，将整个巷道横截面一次性切割并掘进。全断面掘进机在软岩巷道掘进中的应用较为广泛，特别适用于较大截面的巷道。其切割头和土推装置的设计使得在软岩地层中能够更为稳定地进行掘进，同时减小了对地层的破坏。

1.2.3 摇臂式掘进机:摇臂式掘进机在软岩巷道中的应用也有着显著的效果。它通过灵活的摇臂结构，能够适应巷道的不规则地形，减小对软岩地层的影响。摇臂式掘进机的操作相对简便，同时其结构设计使得在软岩巷道中更为稳定地进行掘进，提高了施工的可靠性。

这些具体机械的应用表明，通过选择适应性强、具有灵活性和高效性的掘进机械，软岩巷道施工能够更好地应对地质条件的挑战，保障了施工的高效性和安全性。

二、支护材料及工艺

2.1 支护材料选择

在软岩巷道的施工中，支护材料的选择直接关系到巷道的稳定性和施工质量。为了在软岩地层中获得良好的支护效果，通过对各种支护材料的性能和适用性进行深入比较，提出了在软岩巷道中选择支护材料的一系列原则，以确保施工的高效性和巷道的安全稳定性。

2.1.1 适应性强原则:软岩地层的特点在于其弱陷性和易变性，因此在支护材料的选择中，首要考虑其适应性。选择适应性强的支护材料能够更好地适应软岩地层的变化，保持支护结构的稳定性。这包括支护材料的柔韧性、可变形性等方面的性能。

2.1.2 与软岩相容性好原则:软岩地层与传统硬岩有着不同的力学性质，因此支护材料需要具有与软岩相容性好的特点。选择与软岩相容性好的支护材料，可以降低支护结构与地层之间的相互影响，减小对地层的扰动，提高支护的有效性。

2.1.3 抗水性和防渗性原则:软岩地层中，泥浆涌水是一个常见的问题。因此，在支护材料的选择中，要考虑其具有一定的抗水性和防渗性。选择能够有效抵御泥浆涌水并保持稳定性的支护材料，有助于防止因水流引起的巷道失稳问题。

2.1.4 可持续性原则:在软岩巷道的支护中，可持续性是一个重要考量因素。选择具有较长寿命、不易受环境影响的支护材料，有助于减少对巷道的后期维护成本，提高工程的可持续性。

2.1.5 环保性原则:在支护材料的选择中，要考虑其环保性，选择对环境影响较小的材料。这包括支护材料的生产过程是否环保、使用过程中是否产生有害物质等方面的因素。

通过遵循这些支护材料选择的原则，软岩巷道施工中的支护工程能够更好地适应地质条件，提高巷道的安全性和稳定性。

2.2 先进支护工艺

通过深入分析，总结了一些在软岩巷道支护中应用广泛的先进工艺，这些工艺包括喷射混凝土支护、横向钻孔注浆等。这些先进支护工艺不仅在提高支护效果方面取得显著成果，同时也减少了对巷道周边岩体的不利影响，确保了软岩巷道施工的安全性和可靠性。

2.2.1 喷射混凝土支护:喷射混凝土支护是一种常见且广泛应用于软岩巷道的先进工艺。通过使用高压泵将混凝土喷射到巷道壁面，形成坚固的混凝土支护层。这种支护工艺具有强度高、附着性强、施工速度快的特点，有效地提高了软岩巷道的整体稳定性。同时，喷射混凝土支护还能够填充岩体裂隙，减缓岩体的风化破坏，延长支护寿命。

2.2.2 横向钻孔注浆:横向钻孔注浆是一种通过在巷道周围进行横向钻孔，然后注入固化材料的支护工艺。这种工艺能够在不直接接触巷道岩体的情况下，通过渗透和固化岩体，提高巷道的整体强度和稳定性。横向钻孔注浆不仅有效解决了软岩巷道中因直接接触岩体引起的岩体破坏问题，还能够降低施工对周边地质环境的影响。

2.2.3 预应力锚杆支护:预应力锚杆支护是通过预先埋设锚杆，并在施工过程中对锚杆进行预应力，使得软岩巷道的支护结构更加牢固。这种工艺通过预应力锚杆的应用，能够有效地提高巷道的整体抗拔承载能力，增加巷道的稳定性。预应力锚杆支护适用于软岩巷道中需要提高整体支护结构强度的情况，具有显著的技术优势。

通过采用这些先进的支护工艺，软岩巷道施工不仅能够在支护效果上取得显著提升，还能够减少对巷道周边岩体的影响，确保施工的安全性和可靠性。

结论:

通过对软岩巷道掘进施工技术的研究与应用，本文总结了在软岩巷道施工中的关键技术和先进方法。选择适应性强的掘进机械、合理选用支护材料及工艺，是确保软岩巷道施工安全、高效的关键。本文提出的技术方案具有一定的实际可行性，为矿井工程中软岩巷道施工提供了可供参考的技术指导。

参考文献：

[1]王伟.矿井建设中软岩巷道掘进施工技术的探讨[J].建筑工程技术与设计.2018,(23).

[2]楚德海.矿井建设中软岩巷道掘进施工技术研究[J].中国新技术新产品.2020,(2).