[發明專利]大斷面巷道過導水斷層的施工方法

有效

• 申請號: 201210295013.7
• 申請日: 2012-08-18
• 公開（公告）號: CN102808628A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 秦文露;蔣成;張開峰
• 申請（專利權）人: 山東新陽能源有限公司
• 主分類號: E21D9/14
• 分類號: E21D9/14;E21D11/10;E21D11/38;E21F16/02;E21D20/02;G01V1/00;G01V3/00
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技術領域

本發明涉及巷道施工技術。

背景技術

大斷面巷道在礦業領域中指斷面超過20平方米的地下巷道。在某些水文地質條件較復雜，靜水儲量大，水壓高，斷層較發育的礦區，掘進巷道時需要通過該類導水斷層，一旦措施不足很容易發生突水事故。目前該類普通巷道掘進有一些治水經驗，但對于過斷層的大斷面開拓大巷，給施工帶來極大安全威脅，還需進一步研究。

發明內容

本發明的目的是針對大斷面巷道施工時安全過導水斷層問題，提出一種安全有效的施工方法。

技術方案是，一種大斷面巷道過導水斷層的施工方法，其特征在于采取以下方法：

1、斷層勘探

在礦井地質勘探的基礎上，針對巷道通過的斷層區域，利用三維地震勘探技術詳細查明地質構造發育情況，再利用地面瞬變電磁探測技術查明斷層附近的富水區域分布情況，為下一步的巷道設計提供資料依據。

2、巷道設計布置

根據勘探查明的情況，巷道設計布置時應避開富水區，并在接近富水區位置設計防水閘門，保證一旦將來采區出水時，能將巷道與礦井隔離，保證礦井安全；同時根據斷層分布情況計算出斷層的防水保護煤柱及防水警戒線的位置，防水警戒線作為巷道掘進時探放水的起點。

3、巷道過斷層前注漿、堵水

巷道施工進入探水警戒線時，停止掘進，進行以下工作：

探：在掘進迎頭向已探明的富水區打探水鉆，驗證富水區情況和圍巖裂隙情況；

注：根據驗證的富水區情況，施工深部注漿鉆孔，對富水區進行由外到里，由淺到深的立體注漿；深部注漿時為防止漏漿，應對注漿管周圍采用棉紗加速凝劑進行預處理，提高注漿效果；

堵：對迎頭出現的漏水點打孔注漿進行封堵；

疏：當巷道安全穿過了富水區，在不影響正常施工的地點施工放水鉆孔，進行疏排水，以達到分散迎頭水量、水壓的目的；

4、巷道過斷層時的圍巖支護

（1）巷道施工揭露斷層后，首先對斷層破碎帶內松散圍巖進行預注泥漿及化學漿，使松散圍巖達到一定強度再掘進，掘進后選擇超高強預拉力錨桿進行錨-網-噴聯合支護，并對幫角及底板關鍵部位補打錨桿，進一步加強圍巖結構的整體穩定性；

（2）架棚支護：當斷層破碎帶圍巖條件較差或淋水較大，無法進行全斷面錨網噴支護時，采用架棚作為永久支護，架棚之間架置入水泥背板，然后噴漿，噴漿厚度以覆蓋水泥背板為宜；淋水較大的地方可采用槽進行導水。

（3）頂底加固：架棚支護后仍存在安全隱患時，需對巷道頂底板進行注漿加固，在巷道迎頭呈扇形向頂、底板布置鉆孔,其中底板鉆孔不少于2個,孔深不低于25米,注漿材料選用水泥單液漿，水灰重量比0.5：1；如果從迎頭跑漿時應添加水玻璃，注漿最終壓力大于10MPa，凝固24小時后再斷續向前掘進；照此循環，直至穿過破碎帶；

（4）壁后注漿：當巷道使用期間發現頂板有冒落、空壁現象時采用壁后注漿液進行加固；加固時首先應架設鋼棚并沿輪廓線鋪設背板，用鋼管將背板固定，在空隙大的地方鋪設防水布防止漏料，然后把注漿管路伸入冒落空間區進行雙漿化學注液，化學漿液發生快速反應生成泡沫，使松散破碎的圍巖黏結成一體形成假頂；化學漿液為常用的N型馬麗散注漿材料。

本發明最終形成了一套集探、疏、防突水，頂底板加固于一體的大斷面巷道過導水斷層的成套技術，具有以下優點：

1、安全性高。該技術具有較高的安全性，充分考慮施工過程中各種影響因素及可能遇到的各種情況，多方面考慮，多層次設計，多策略應對，極大的提高了巷道施工的安全性。

2、系統性強。該技術具有較強的系統性，思路明確，路線可行，形成自有系統，不同礦井完全可以參照該設計思路及理念進行設計及實施，顯示了極強適應性及較高的推廣價值。

3、針對性好。該技術實施過程中體現了針對設計的技術理念。針對水文地質條件不清的情況進行了補充勘探設計，針對突水威脅設計了防水閘門，針對不同條件下的情況采取相應的支護對策，對巷道的長期使用有安全保障。

具體實施方式

本領域技術人員根據發明內容所述的方法即可實施，在此不再詳述。下面通過一個實施例進一步說明本發明的優點。

例如，某礦在六采區軌道石門巷道設計時需要通過李家斷層。針對實際情況，技術人員首先對李家斷層利用三維地震勘探技術詳細查明地質構造發育情況，再利用地面瞬變電磁探測技術查明斷層附近的富水區域分布情況，確定李家斷層具體位置，在此基礎上確定了巷道的掘進層位及布置方式，計算其保護煤柱為116m,劃定距離李家斷層176m為探水警戒線，巷道掘進進入探水警戒線后，利用探-注-堵-疏等措施進行防突水，采取錨-網-噴聯合支護和頂底加固等措施，安全通過了李家斷層；并構筑高質量防水閘門一座，為以后出現突水緊急情況做好了安全保障。