專利名稱：大斷面巷道過導水斷層的施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及巷道施工技術(shù)。
背景技術(shù)：
大斷面巷道在礦業(yè)領(lǐng)域中指斷面超過20平方米的地下巷道。在某些水文地質(zhì)條件較復雜，靜水儲量大，水壓高，斷層較發(fā)育的礦區(qū)，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(fā)生突水事故。目前該類普通巷道掘進有一些治水經(jīng)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(fā)明內(nèi)容

本發(fā)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(shù)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I、斷層勘探在礦井地質(zhì)勘探的基礎(chǔ)上，針對巷道通過的斷層區(qū)域，利用三維地震勘探技術(shù)詳細查明地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育情況，再利用地面瞬變電磁探測技術(shù)查明斷層附近的富水區(qū)域分布情況，為下一步的巷道設(shè)計提供資料依據(jù)。2、巷道設(shè)計布置根據(jù)勘探查明的情況，巷道設(shè)計布置時應避開富水區(qū)，并在接近富水區(qū)位置設(shè)計防水閘門，保證一旦將來采區(qū)出水時，能將巷道與礦井隔離，保證礦井安全；同時根據(jù)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(qū)打探水鉆，驗證富水區(qū)情況和圍巖裂隙情況；注根據(jù)驗證的富水區(qū)情況，施工深部注漿鉆孔，對富水區(qū)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(xiàn)的漏水點打孔注漿進行封堵；疏當巷道安全穿過了富水區(qū)，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(I)巷道施工揭露斷層后，首先對斷層破碎帶內(nèi)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(wǎng)-噴聯(lián)合支護，并對幫角及底板關(guān)鍵部位補打錨桿，進一步加強圍巖結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)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(wǎng)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?shù)准庸碳芘镏ёo后仍存在安全隱患時，需對巷道頂?shù)装暹M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O. 5 1 ;如果從迎頭跑漿時應添加水玻璃，注漿最終壓力大于lOMPa，凝固24小時后再斷續(xù)向前掘進；照此循環(huán)，直至穿過破碎帶；(4)壁后注漿當巷道使用期間發(fā)現(xiàn)頂板有冒落、空壁現(xiàn)象時采用壁后注漿液進行加固；加固時首先應架設(shè)鋼棚并沿輪廓線鋪設(shè)背板，用鋼管將背板固定，在空隙大的地方鋪設(shè)防水布防止漏料，然后把注漿管路伸入冒落空間區(qū)進行雙漿化學注液，化學漿液發(fā)生快速反應生成泡沫，使松散破碎的圍巖黏結(jié)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(fā)明最終形成了一套集探、疏、防突水，頂?shù)装寮庸逃谝惑w的大斷面巷道過導水 斷層的成套技術(shù)，具有以下優(yōu)點I、安全性高。該技術(shù)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(shè)計，多策略應對，極大的提高了巷道施工的安全性。2、系統(tǒng)性強。該技術(shù)具有較強的系統(tǒng)性，思路明確，路線可行，形成自有系統(tǒng)，不同礦井完全可以參照該設(shè)計思路及理念進行設(shè)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(shù)實施過程中體現(xiàn)了針對設(shè)計的技術(shù)理念。針對水文地質(zhì)條件不清的情況進行了補充勘探設(shè)計，針對突水威脅設(shè)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。
具體實施例方式本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)發(fā)明內(nèi)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(fā)明的優(yōu)點。例如，某礦在六采區(qū)軌道石門巷道設(shè)計時需要通過李家斷層。針對實際情況，技術(shù)人員首先對李家斷層利用三維地震勘探技術(shù)詳細查明地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育情況，再利用地面瞬變電磁探測技術(shù)查明斷層附近的富水區(qū)域分布情況，確定李家斷層具體位置，在此基礎(chǔ)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(wǎng)-噴聯(lián)合支護和頂?shù)准庸痰却胧?，安全通過了李家斷層；并構(gòu)筑高質(zhì)量防水閘門一座，為以后出現(xiàn)突水緊急情況做好了安全保障。
權(quán)利要求
1.一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 (一)斷層勘探 在礦井地質(zhì)勘探的基礎(chǔ)上，針對巷道通過的斷層區(qū)域，利用三維地震勘探技術(shù)詳細查明地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育情況，再利用地面瞬變電磁探測技術(shù)查明斷層附近的富水區(qū)域分布情況，為下一步的巷道設(shè)計提供資料依據(jù)； (二)巷道設(shè)計布置 根據(jù)勘探查明的情況，巷道設(shè)計布置時應避開富水區(qū)，并在接近富水區(qū)位置設(shè)計防水閘門，保證一旦將來采區(qū)出水時，能將巷道與礦井隔離，保證礦井安全；同時根據(jù)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； (三)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(qū)打探水鉆，驗證富水區(qū)情況和圍巖裂隙情況； 注根據(jù)驗證的富水區(qū)情況，施工深部注漿鉆孔，對富水區(qū)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(xiàn)的漏水點打孔注漿進行封堵； 疏當巷道安全穿過了富水區(qū)，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； (四)巷道過斷層時的圍巖支護，支護步驟如下 第一巷道施工揭露斷層后，首先對斷層破碎帶內(nèi)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(wǎng)-噴聯(lián)合支護，并對幫角及底板關(guān)鍵部位補打錨桿，進一步加強圍巖結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性； 第二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(wǎng)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；淋水較大的地方采用槽進行導水； 第三頂?shù)准庸碳芘镏ёo后仍存在安全隱患時，需對巷道頂?shù)装暹M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O. 5 1 ;如果從迎頭跑漿時應添加水玻璃，注漿最終壓力大于IOMPa,凝固24小時后再斷續(xù)向前掘進；照此循環(huán)，直至穿過破碎帶； 第四壁后注漿當巷道使用期間發(fā)現(xiàn)頂板有冒落、空壁現(xiàn)象時采用壁后注漿液進行加固；加固時首先應架設(shè)鋼棚并沿輪廓線鋪設(shè)背板，用鋼管將背板固定，在空隙大的地方鋪設(shè)防水布防止漏料，然后把注漿管路伸入冒落空間區(qū)進行雙漿化學注液，化學漿液發(fā)生快速反應生成泡沫，使松散破碎的圍巖黏結(jié)成一體形成假頂；化學漿液為常用的N型馬麗散注漿材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大斷面巷道過導水斷層的施工方法，它第一進行斷層勘探，為下一步的巷道設(shè)計提供資料依據(jù)；第二根據(jù)勘探查明的情況進行巷道設(shè)計布置；第三宰巷道過斷層前注漿、堵水；第四巷道過斷層時進行圍巖支護。本發(fā)明最終形成了一套集探、疏、防突水，頂?shù)装寮庸逃谝惑w的大斷面巷道過導水斷層的成套技術(shù)，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。
文檔編號E21F16/02GK102808628SQ20121029501
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月18日
發(fā)明者秦文露, 蔣成, 張開峰 申請人:山東新陽能源有限公司