专利名称：大断面巷道过导水断层的施工方法
技术领域：
本发明涉及巷道施工技术。
背景技术：
大断面巷道在矿业领域中指断面超过20平方米的地下巷道。在某些水文地质条件较复杂，静水储量大，水压高，断层较发育的矿区，掘进巷道时需要通过该类导水断层，一旦措施不足很容易发生突水事故。目前该类普通巷道掘进有一些治水经验，但对于过断层的大断面开拓大巷，给施工带来极大安全威胁，还需进一步研究
发明内容
本发明的目的是针对大断面巷道施工时安全过导水断层问题，提出一种安全有效的施工方法。技术方案是，一种大断面巷道过导水断层的施工方法，其特征在于采取以下方法I、断层勘探在矿井地质勘探的基础上，针对巷道通过的断层区域，利用三维地震勘探技术详细查明地质构造发育情况，再利用地面瞬变电磁探测技术查明断层附近的富水区域分布情况，为下一步的巷道设计提供资料依据。2、巷道设计布置根据勘探查明的情况，巷道设计布置时应避开富水区，并在接近富水区位置设计防水闸门，保证一旦将来采区出水时，能将巷道与矿井隔离，保证矿井安全；同时根据断层分布情况计算出断层的防水保护煤柱及防水警戒线的位置，防水警戒线作为巷道掘进时探放水的起点。3、巷道过断层前注浆、堵水巷道施工进入探水警戒线时，停止掘进，进行以下工作探在掘进迎头向已探明的富水区打探水钻，验证富水区情况和围岩裂隙情况；注根据验证的富水区情况，施工深部注浆钻孔，对富水区进行由外到里，由浅到深的立体注浆；深部注浆时为防止漏浆，应对注浆管周围采用棉纱加速凝剂进行预处理，提高注浆效果；堵对迎头出现的漏水点打孔注浆进行封堵；疏当巷道安全穿过了富水区，在不影响正常施工的地点施工放水钻孔，进行疏排水，以达到分散迎头水量、水压的目的；4、巷道过断层时的围岩支护(I)巷道施工揭露断层后，首先对断层破碎带内松散围岩进行预注泥浆及化学浆，使松散围岩达到一定强度再掘进，掘进后选择超高强预拉力锚杆进行锚-网-喷联合支护，并对帮角及底板关键部位补打锚杆，进一步加强围岩结构的整体稳定性；
(2)架棚支护当断层破碎带围岩条件较差或淋水较大，无法进行全断面锚网喷支护时，采用架棚作为永久支护，架棚之间架置入水泥背板，然后喷浆，喷浆厚度以覆盖水泥背板为宜；淋水较大的地方可采用槽进行导水。(3)顶底加固架棚支护后仍存在安全隐患时，需对巷道顶底板进行注浆加固，在巷道迎头呈扇形向顶、底板布置钻孔，其中底板钻孔不少于2个，孔深不低于25米，注浆材料选用水泥单液浆，水灰重量比O. 5 1 ;如果从迎头跑浆时应添加水玻璃，注浆最终压力大于lOMPa，凝固24小时后再断续向前掘进；照此循环，直至穿过破碎带；(4)壁后注浆当巷道使用期间发现顶板有冒落、空壁现象时采用壁后注浆液进行加固；加固时首先应架设钢棚并沿轮廓线铺设背板，用钢管将背板固定，在空隙大的地方铺设防水布防止漏料，然后把注浆管路伸入冒落空间区进行双浆化学注液，化学浆液发生快速反应生成泡沫，使松散破碎的围岩黏结成一体形成假顶；化学浆液为常用的N型马丽散注浆材料。本发明最终形成了一套集探、疏、防突水，顶底板加固于一体的大断面巷道过导水 断层的成套技术，具有以下优点I、安全性高。该技术具有较高的安全性，充分考虑施工过程中各种影响因素及可能遇到的各种情况，多方面考虑，多层次设计，多策略应对，极大的提高了巷道施工的安全性。2、系统性强。该技术具有较强的系统性，思路明确，路线可行，形成自有系统，不同矿井完全可以参照该设计思路及理念进行设计及实施，显示了极强适应性及较高的推广价值。3、针对性好。该技术实施过程中体现了针对设计的技术理念。针对水文地质条件不清的情况进行了补充勘探设计，针对突水威胁设计了防水闸门，针对不同条件下的情况采取相应的支护对策，对巷道的长期使用有安全保障。
具体实施例方式本领域技术人员根据发明内容所述的方法即可实施，在此不再详述。下面通过一个实施例进一步说明本发明的优点。例如，某矿在六采区轨道石门巷道设计时需要通过李家断层。针对实际情况，技术人员首先对李家断层利用三维地震勘探技术详细查明地质构造发育情况，再利用地面瞬变电磁探测技术查明断层附近的富水区域分布情况，确定李家断层具体位置，在此基础上确定了巷道的掘进层位及布置方式，计算其保护煤柱为116m，划定距离李家断层176m为探水警戒线，巷道掘进进入探水警戒线后，利用探-注-堵-疏等措施进行防突水，采取锚-网-喷联合支护和顶底加固等措施，安全通过了李家断层；并构筑高质量防水闸门一座，为以后出现突水紧急情况做好了安全保障。
权利要求
1.一种大断面巷道过导水断层的施工方法，其特征在于，采取以下方法 (一)断层勘探 在矿井地质勘探的基础上，针对巷道通过的断层区域，利用三维地震勘探技术详细查明地质构造发育情况，再利用地面瞬变电磁探测技术查明断层附近的富水区域分布情况，为下一步的巷道设计提供资料依据； (二)巷道设计布置 根据勘探查明的情况，巷道设计布置时应避开富水区，并在接近富水区位置设计防水闸门，保证一旦将来采区出水时，能将巷道与矿井隔离，保证矿井安全；同时根据断层分布情况计算出断层的防水保护煤柱及防水警戒线的位置，防水警戒线作为巷道掘进时探放水的起点； (三)巷道过断层前注浆、堵水 巷道施工进入探水警戒线时，停止掘进，进行以下工作 探在掘进迎头向已探明的富水区打探水钻，验证富水区情况和围岩裂隙情况； 注根据验证的富水区情况，施工深部注浆钻孔，对富水区进行由外到里，由浅到深的立体注浆；深部注浆时为防止漏浆，应对注浆管周围采用棉纱加速凝剂进行预处理，提高注浆效果； 堵对迎头出现的漏水点打孔注浆进行封堵； 疏当巷道安全穿过了富水区，在不影响正常施工的地点施工放水钻孔，进行疏排水，以达到分散迎头水量、水压的目的； (四)巷道过断层时的围岩支护，支护步骤如下 第一巷道施工揭露断层后，首先对断层破碎带内松散围岩进行预注泥浆及化学浆，使松散围岩达到一定强度再掘进，掘进后选择超高强预拉力锚杆进行锚-网-喷联合支护，并对帮角及底板关键部位补打锚杆，进一步加强围岩结构的整体稳定性； 第二架棚支护当断层破碎带围岩条件较差或淋水较大，无法进行全断面锚网喷支护时，采用架棚作为永久支护，架棚之间架置入水泥背板，然后喷浆，喷浆厚度以覆盖水泥背板为宜；淋水较大的地方采用槽进行导水； 第三顶底加固架棚支护后仍存在安全隐患时，需对巷道顶底板进行注浆加固，在巷道迎头呈扇形向顶、底板布置钻孔，其中底板钻孔不少于2个，孔深不低于25米，注浆材料选用水泥单液浆，水灰重量比O. 5 1 ;如果从迎头跑浆时应添加水玻璃，注浆最终压力大于IOMPa,凝固24小时后再断续向前掘进；照此循环，直至穿过破碎带； 第四壁后注浆当巷道使用期间发现顶板有冒落、空壁现象时采用壁后注浆液进行加固；加固时首先应架设钢棚并沿轮廓线铺设背板，用钢管将背板固定，在空隙大的地方铺设防水布防止漏料，然后把注浆管路伸入冒落空间区进行双浆化学注液，化学浆液发生快速反应生成泡沫，使松散破碎的围岩黏结成一体形成假顶；化学浆液为常用的N型马丽散注浆材料。
全文摘要
本发明公开了一种大断面巷道过导水断层的施工方法，它第一进行断层勘探，为下一步的巷道设计提供资料依据；第二根据勘探查明的情况进行巷道设计布置；第三宰巷道过断层前注浆、堵水；第四巷道过断层时进行围岩支护。本发明最终形成了一套集探、疏、防突水，顶底板加固于一体的大断面巷道过导水断层的成套技术，针对不同条件下的情况采取相应的支护对策，对巷道的长期使用有安全保障。
文档编号E21F16/02GK102808628SQ20121029501
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月18日 优先权日2012年8月18日
发明者秦文露, 蒋成, 张开峰 申请人:山东新阳能源有限公司