巷道过断层破碎带注浆防治水技术研究
开拓巷道穿过特大断层破碎带处注浆实践
开拓巷道穿过特大断层破碎带处注浆实践摘要:南翼集中轨道巷、集中皮带巷均穿过长沟支五断层(落差H=220m),巷道掘进方向与断层走向近45°斜交。
断层揭露段巷道开挖后,破坏了原岩应力平衡状态,导致周围岩体由三向应力变为二向应力,再加上应力集中,围岩进一步产生剪切裂缝和裂隙,在应力的作用下,围岩向巷道空间收敛变形严重,为有效控制巷道围岩变形,保证生产期间巷道的稳定,采取合理注浆工程。
关键词:特大断层水文地质钻探注浆1、工程概况南翼集中轨道巷、集中皮带巷穿层上山掘进进入七采区。
巷道施工过程中主要穿过的岩层为:二迭系石盒子组和山西组、石炭系太原组岩石,以泥岩、砂岩为主。
由于巷道变形形成较大的围岩松动圈,锚喷支护、刚性支护均不能有效抵抗深部围岩传递的压力,从而引起巷道进一步严重变形。
为保证巷道能正常使用,控制巷道变形程度,经过研究决定对南翼集中轨道巷、集中皮带巷(淋水)构造段巷道采用注浆封堵加固+架棚施工工艺。
2、出水点分布及其涌水情况集中轨道巷、皮带巷均采用锚网喷支护,其中南翼集中皮带巷(断层破碎带15m)淋水段位于Q115点前35-50m范围内。
淋水从巷道拱顶及巷道两帮涌入巷道,淋水点较分散,涌水量2-3m³/h。
确定涌水为长沟支五断层裂隙水,水压小、涌水量小,属于局部出水点。
3、注浆封堵设计方案依据现场涌水量(2-3m³/h)及无压力的情况,初步确定采用局部引流封堵、浅层注浆(围岩注浆改性)、深部注浆加固堵水的方法进行处理。
(1)局部引流封堵对南翼集中皮带巷断层带(裂隙)的局部涌水点部位,采取集中引流+中空注浆锚杆注浆的方式进行处理。
引排孔长度和锚杆长度视具体情况可选用1~5m,注浆材料为水泥浆+水玻璃加固巷道围岩,将涌水集中引排至开裂隙口,然后在裂隙口一定距离向顶板垂直打注浆锚杆进行注浆封闭处理、高压注浆封堵涌水。
注浆治理涌水分为2个过程:①通过局部封堵引流实现减少水量、降低水压的目的,便于后期浆液顺利沉积覆盖在巷帮;②通过深部固结注浆,达到加固围岩,提高围岩的物理力学性质参数。
巷道过断层破碎带的防治水技术探析
巷道过断层破碎带的防治水技术探析弓锋锋(国家能源神东煤炭集团石吃台煤矿地质科,陕西榆林719315)摘要:煤炭资源是我国能源结构中的重要构成部分,在发电、冶炼、供暖等多个领域广泛应用,为我国的经济发展做出重要贡献。
但是随着对煤炭资源的不断开采,加之大部分煤矿地质条件比较复杂,导致水害事故频发,不仅严重威胁煤矿工作人员的人身安全,同时对于煤矿的正常生产也产生了极大的影响。
尤其是巷道过断层破碎带时,水害事故发生的概率更高。
文章对煤矿水害防治的现状以及煤矿水害事故的治理策略进行简要阐述,并具体探讨巷道过断层破碎带的防治水技术,以期为煤矿的水害防治工作提供一点参考。
关键词:巷道;断层破碎带;防治水技术;策略中图分类号:F4;TD745文献编制码:A文章编号:1008-0155(2019)15-0019-01我国有着极为丰富的煤炭资源,长期以来,煤炭资源一直是我国主要使用的能源之一,随着市场需求的不断扩大,我国对于煤炭资源的开釆力度也逐步加大。
近年来,煤矿在生产过程中,开釆的深度越来越大,导致在开釆过程中所面对的地质条件也越来越复杂,这使得近年来在煤矿的生产中所发生的水害事故呈现出逐年上涨的趋势,严重影响煤矿的生产以及安全。
加强研究和应用巷道过断层破碎带防治水技术,可以有效控制水害事故的发生,降低煤矿的损失,确保煤矿安全、高效生产。
1矿井概况某矿井的开釆面积36.8km2,其设计开釆高为-550m~ -1200m,该矿井设计可釆煤炭储量为140.02Mt o釆用立井开拓方式,中央并列式通风。
设计井底车场标高-626m,水仓泵房标高-682m水平。
井底车场与采区之间布置3条大巷连接,即回风斜巷、辅运斜巷和上仓胶带运输巷,另设一条管子道,将-682m水平的水通过副井排至地面。
2煤矿水害防治的现状在煤矿长期的生产过程中,水害事故是发生频率较高的事故,对井下工作人员的安全以及煤矿的生产都产生了极大的影响。
导致水害事故发生的原因,一方面是由于井下地质条件和水文条件复杂,不可控的因素较多,一方面也是由于开采的深度不断增加,而在防治水害事故方面的投入不足,水害防治措施不到位所造成的。
大断层破碎带注浆堵水技术研究
大断层破碎带注浆堵水技术研究王俊超;何林波;李广;李波;周浪【摘要】The coal seam roof and floor of Chuanjing coal mine of lying in fault fracture zone is mainly made up of mudstone and sandy mudstone,which lead to surrounding rock fracture very complete and form large number of water channel.As the fissure water influx to roadway cause serious water and affect the normal tunneling seriously.This pa-per introduces the roof water inrush situation of encountering fault fracture zone in construction process of 1 122 first mining face haulage roadway,and analyze the inrush water source near the fault by combining with the geological con-ditions.According to the mechanism of water inrush,proposes the double liquid grouting water plugging hole sealing technique.The practice has proved that the water shutoff technology program successfully blocked the fissure water, laid theoretical foundation and practical experience for the future fault fracture zone roof water inrush management in Chuanjing coal mine.%船景矿煤层顶底板以泥岩、砂质泥岩为主,又处于大断层破碎带中,围岩裂隙发育极为完整,形成了大量的水源通道,致使裂隙水大量涌入巷道,造成巷道积水严重,严重影响工作面的正常掘进。
巷道过断层破碎带的防治水技术探析
方 法来 预 防 , 并 对其 他 可能诱 发矿 井水 害 的水源 、 通 道 实施 加 固 、 隔离 阻 断 等措 施 堵 就是 针 对 有 安 全 隐患 的矿井 充水 水 源 、 涌 水通 道 . 必须 超前 进行 注浆
封堵 , 或 对 强含水 层 、 隔水 层 进行 注浆 封 闭或加 固处
文地 质 条件 复杂 , 矿井 水 文地 质基 础薄 弱 , 先 进水 害 防 治技术 推 广应 用不 够 . 防 治水 技 术 与相 关 工 作 投 人不 足 , 矿井 防治 水专 业人 才 缺乏 , 超强 度 开采煤 炭 资源, 以及煤 矿 的主 要 领 导 人员 思 想 麻 痹 和 职 工 违 章作 业 等 因素造成 的 。矿 井水 的 防治是 为 了防止 水
2 断层破碎带 的防治水技术
2 . 1 井 下钻 探 在处 理 井 下 探 水 工 作 过 程 中 . 必 须 严 格 按 照
1 矿井水 灾害 的防治措施 ]
煤 矿水 害事 故频 发 的主要 原 因是煤 矿 地质 和水
“ 钻探 为 主 , 巷 探 为辅 ” 的规定 开 展探 水 工 作 。不 能
等, 一 定要 采取 留设 防水 煤 ( 岩) 柱 或通 过 改 变 采煤
应 用在 大巷 、 总 回风 巷 的探 水 工作 中 , 并 能获得 良好 的效果 。② 双巷 掘 进 、 单 巷 探 水 。这 一 探水 方 法 一 般 用于 两条 平行 巷道 的掘进 工作 中 , 其 中, 一条 巷道 可 采用超 前 掘进方 式 , 此时, 其 迎头就 可 以 当作 机房 来处 理探 水 工作 ; 另 一 条 巷 道 掘进 滞 后 。 在施工时 . 可 不用采 取 探水 措 施 。③ 双巷 掘 进 , 交 错 探 水 。在 进行 石 门等处 的掘 进 工 作 时 , 一 般 要 实行 探 水 和 掘 进交叉 作 业 。具体 为 当掘 进 主巷 时 , 副巷 迎 头 就 是 探水 的机 房 : 当掘进 副巷 时 , 主巷迎 头 就是探 水 的机 房 。④ 隔 离方 式 探 水 [ 2 ] 。 这 一 探 水 方 式 一 般 用 于
巷道过断层注浆加固堵水技术实践
断层破碎带进行封堵和加固 , 从而保障矿井的安全 生 产 建设 。
1 工 程及 地 质 概 况
山西 某 矿设 计生 产 能力 0 . 9 Mt / a , 为基 建 矿井 ,
该 矿 南 回风 大巷 沿 9号煤 层顶 板 掘进 , 坡度 1 9 。 , 为 半 煤 岩巷 , 煤厚 1 . 5 m, 顶 板 为 坚 硬 石灰 岩 , 底 板 为
带压开采 的矿井 , 断层是沟通奥灰水的重要通 道, 也 是煤 矿 在 回采 掘进 过 程 中引 发水 害 的重 大 隐 患, 奥陶系灰岩含水层水头高 , 压力大 , 容易通过断
层 破 碎带 形成 突水 , 一 旦 突水 , 后果 不堪 设 想 。 井 下 主要 大 巷 在 掘 进 过程 中遇 到 此 类 导 水 断 层 而 又 无 法 绕 行 的情况 下 , 一 般采 用 工作 面 预 注浆 法提 前 对
巷道过断层注浆加固堵水技术实践
赵 斌
( 山西义棠煤业有限责任公司 , 山西 介休 0 3 2 0 0 0 )
摘
要: 某矿 南回风 大巷 沿 9号煤层顶板掘进 , 9号煤层属 于带压开采煤层 , 该巷 道在 施工过程 中将遇到 F 3导
水断层 , 该断层有 可能 沟通巷道 下部奥灰水 。 针对此问题 , 采 用工作面预注浆法对断层破碎 带进行堵水加 固。 注浆时
2 注 浆 方 案
根据 目前 掌 握 的地 质 及 水 文 资 料 以 及 现场 所 观 测 的情况 , 采 用 工作 面 预 注 浆方 法 , 对 导 水 断层 进 行 注浆堵 水加 固 ,同时 考虑 到 巷道 服务 年 限等 ,
具 体 方 案 如下 : 一 是 断层 破 碎 带 围岩 压 力 大 , 而矩
富水断层破碎带隧道突水突泥机理及注浆治理技术研究
基本内容
本研究通过现场调研和数值模拟相结合的方法,对富水断层破碎带隧道突水 突泥机理进行深入研究。首先,收集国内外相关工程案例,分析其突水突泥特征 及成因;其次,利用数值模拟软件对典型工程进行模拟,分析围岩力学平衡和地 下水压力的变化规律;最后,结合现场实测数据,对模拟结果进行验证和修正。
基本内容
基本内容
在隧道工程中,富水断层破碎带是指地下水位以下、含有大量裂隙和断裂的 岩体。这些裂隙和断裂使得岩体松散、稳定性差,给隧道施工带来极大的风险。 目前,对于富水断层破碎带的研究主要集中在注浆材料、注浆工艺和工程应用效 果等方面。但是,对于注浆加固的机理仍存在争议,亟待进一步研究。
基本内容
为了深入探讨注浆加固机理,本研究将采用实验和数值模拟相结合的方法。 首先,通过室内实验测定注浆材料的物理性质和力学性能,以及注浆加固前后岩 体的物理性质和强度指标。其次,利用数值模拟软件对注浆过程进行模拟,探讨 注浆材料在裂隙和断裂中的扩散规律以及固结效果。
基本内容
未来研究方向可以包括拓展现场调研范围,丰富和完善数值模拟方法,以及 开发更加高效、环保的注浆材料等。
参考内容
基本内容
基本内容
随着地下工程的快速发展,隧道工程在交通、水利等领域的应用越来越广泛。 然而,在隧道施工中,富水断层破碎带常常遇到,这给施工带来了极大的挑战。 为了提高隧道工程的安全性和稳定性,对富水断层破碎带进行注浆加固是非常重 要的。本次演示将深入研究隧道工程富水断层破碎带注浆加固的机理和应用。
基本内容
1、注浆材料的选择是隧道工程富水断层破碎带注浆加固的关键。本研究选择 的注浆材料具有高强度、快硬、微膨胀等优点,能够有效充填和固结裂隙和断裂, 提高岩体的整体性和稳定性。
基本内容
防治水灾害中巷道过断层破碎带注浆堵水技术的应用探析
防治水灾害中巷道过断层破碎带注浆堵水技术的应用探析摘要:我国的能源储备中,煤炭是重要的组成部分,广泛应用于发电、供暖等各个行业,对我国国民经济的快速发展具有极其重要的作用。
随着煤炭开采业的快速发展,以及煤炭开采深度的加深,煤矿地质条件的复杂性,都使得煤矿突水淹井安全事故逐渐增多,对煤矿的安全生产有很大的影响。
在煤矿过断层破碎带进行注浆堵水是有效解决上述问题的工艺,利用这种工艺,不仅提高了注浆过程中的质量以及性能,还有效的避免了很多危险,降低了巷道防止水的成本,加强了煤矿安全生产功效。
文章对这项冷技术进行分析。
关键词:水灾害防止;巷道过断层破碎带;注浆;应用在煤矿生产过程中,安全生产一直是广大煤矿工作者关注的首要问题。
随着社会上各行各业对煤炭的需求量的增加,矿井的深度也越来越深,这就使得渗水问题对矿井安全生产的影响越来越大。
为了避免出现突水淹井现象的发生,结合多年的工作经验,对注浆堵水施工工艺、注浆施工控制以及注意事项进行介绍,供相关的人员借鉴。
1 对于煤矿井下涌水的处理措施在煤矿建设的过程中,对于矿井中的淹井问题,需要在最短的时间内进行处理,不然无法恢复正常的掘进施工,对于煤矿建设的工期等都有一定的影响。
对井中涌水越早的进行处理,就能避免巷道在水中浸泡而自身性能降低,及时的处理能减少后期的维修费用,增加煤矿生产的安全性。
所以必须按照科学合理的涌水处理措施,才能及时的将井中的涌水进行处理,尽快的恢复正常施工。
一般来说,对井下的涌水处理方式有三种,分别是排水、截水以及堵水,对于排水方案来说,成本太高,并且排水对淹井处理效果不明显;利用截水方式,需要对水源位置进行确定,这不但需要花费大量的工作,还需要更多的经费,在确定涌水源头方面也较为困难。
所以,一般情况下,对于大埋深矿井的突水淹井处理都采用堵水的方法。
2 过断层破碎带注浆堵水施工工艺流程在巷道过断层破碎带的注浆堵水施工,主要分为以下几个步骤。
①建立造浆场所,一般都是选择掘进工作面进行,这样对于注浆施工更加的便利。
煤矿井下导水断层注浆堵水改造研究
2019年第11期2019年11月0引言煤矿断层往往是连通含水层与掘进巷道的主要通道,当掘进巷道遇到含水断层时,会发生一系列水害事故,给煤矿造成巨大的损失。
在井下开采中,针对穿越这些导水断层的运输巷、通风巷,必须进行钻孔预注浆堵水,对断层进行超前止水、加固处理,以保障井下巷道的安全。
本文以常村煤矿为研究对象,针对井下导水断层注浆堵水改造作业进行实践应用研究[1]。
1井田地质及水文地质概况1.1井田构造特征及含水层常村煤矿隶属山西潞安集团,是利用世界银行贷款建设的现代化矿井,设计生产能力6.00×106t/a 。
井田范围南北17km ,东西7.4km ,地质储量1.109544×109t ,可采储量9.43992×108t 。
其中,主采的3号煤层储量占76%,平均厚度6.02m ,倾角3°~6°。
井田内断裂不发育,有近南北、东西和北西向3组断裂。
全井田共发育有大的正、逆断层6条,地层走向变化较大。
井田自下而上为5个含水层段,对煤层开采威胁最大的为奥陶系石灰岩含水层,为煤系基底,单位涌水量为0.1~2.0L/(s ·m)[2]。
1.2水文地质情况分析常村煤矿二采区东西长度2017m ,南北长度2411m ,采区面积5.39×106m 2。
根据精查地质报告及物探资料分析,该区域水文地质条件复杂。
受奥陶系灰岩影响,地层倾角变化较大,发育有多处背向斜构造,同时发育有大小断层30条。
其中,对掘进工作影响较大的断层有7条,DF 14断层位于采区中部,平面延伸长度1270m ,落差0~34m 。
已有资料表明,该断层具有一定的导水性[3]。
2DF 14断层注浆加固方案2.1注浆加固范围的确定计算巷道穿过断层时巷道围岩需注浆加固的范围[4],采用隔水安全岩柱时,其厚度公式为:H a =P T s+10,(1)式(1)中,H a 为安全煤(岩)柱厚度,m ;P 为底板承受的水压,取1.1MPa ,为奥灰含水层水位,按+740m 计算;T s 为临界突水系数,MPa/m ,为具有构造破坏的地段时,按0.06MPa/m 计算;10为保护带厚度,m 。
防治水灾害中巷道过断层破碎带注浆技术的应用与探讨
防治水灾害中巷道过断层破碎带注浆技术的应用与探讨蔡骥【摘要】本文针对屯兰矿南翼8#煤胶带巷过断层破碎带防治水的工程,对巷道过断层破碎带的巷道掘进与防治水实际出发,运用现场观测、实地调研的方法分析了土地沟断层的水文地质情况,提出了\"超前预注浆+'U'型钢拱架+二次注浆\"的巷道过断层破碎带综合防治水措施,并应用于屯兰矿南翼8#煤胶带巷的具体实践中,实践证明该方法有效控制了巷道涌水量,防止了巷道突水事故的发生,保证了该矿的安全高效生产.【期刊名称】《煤矿现代化》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】3页(P84-86)【关键词】断层破碎带;防治水;注浆【作者】蔡骥【作者单位】山西焦煤西山煤电(集团)公司屯兰矿,山西古交 030200【正文语种】中文【中图分类】TD3530 引言煤炭资源在我国经济发展中占有极为重要的地位,是我国经济发展的基石[1]。
近年来,随着易采资源的逐渐枯竭,复杂地质条件煤层开采成为煤炭资源可持续发展的重要发展方向[2]。
其具体难度在巷道掘进方面,体现为巷道过断层破碎带,尤其当巷道受到突水威胁时的防治水的问题,若防治水作业出现失误,则会直接导致淹井事故的发生,据统计,近一段时期,巷道掘进突水淹井事故不断发生并呈现相互增长趋势,严重影响煤矿企业的安全高效生产[3]。
若防治水作业过度,则会严重影响煤矿企业经济效益。
众多学者从不同角度对巷道掘进时防治水的理论分析和技术措施方面进行了研究,学者宗义江[4]基于矿井遇到的高承压水巷道掘进实际问题,利用数值模拟的方法,分析了高承压水巷道的突水机理,提出了巷道多级支护方法。
学者董守义[5]从矿井防治水实际出发,提出了管棚支护与巷道注浆技术相结合的措施。
但这些研究并用从防治水系统出发,没有将理论与实际有效结合,无法对现场实际进行有效指导。
本文针对屯兰矿南翼8#煤胶带巷过断层破碎带防治水的工程实际出发,对巷道过断层破碎带的巷道掘进与防治水工程提出了一整套行之有效的措施,有效降低了巷道突水危险系数,保证了屯兰矿的高效安全生产。
煤矿井下过断层注浆加固技术应用研究
煤矿井下过断层注浆加固技术应用研究摘要:煤矿在进行具体采掘过程中,地质特征的复杂程度成为影响矿山开采的重要因素。
若在采掘过程中遇到煤矿巷道断层时,此处的顶板会产生大变形,给工作面带来很大的安全隐患,工作面在采动压力及其他方面的协同作用下,会发生片帮、冒顶等事故,严重影响煤矿的正常生产。
文章主要针对工作面进行巷道过断层注浆支护深入研究,通过注浆加固等工作,为矿山高效安全生产提供借鉴。
关键词:煤矿井下;断层;注桨加固;引言断层是煤矿井下开采过程中一种经常遇见的地质构造,因受断层构造带的影响,其周围的煤岩体较为破碎,且围岩应力较为集中,顶板维护难度较大,巷道容易出现片帮、顶板冒落等现象,严重时会导致发生大面积冒顶事故,给工作面安全生产带来严重影响。
一般巷道采取直接通过断层时,使用传统的方法存在劳动强度大、人员投入多、生产效率低、安全系数不高等问题。
同时,在采动影响下巷道周边岩体出现了明显的塑性变形和破坏,原有的锚杆(索)无法起到整体的支护效果。
国内外众多学者经过研究,提出由点支护向面支护的全断面注浆加固技术,可对巷道较大变形进行有效治理。
淮南矿区在巷道过断层中逐步推广使用注浆加固技术,治理效果显著。
1注浆加固原理注浆法加固技术是借助气压、液压又或者电化学的方式,将预先配置好的浆液注入到缝隙或者孔隙中,在浆液固化后,可以对介质的性质进行改善,提升结构的稳定性和安全性。
注浆法加固技术的操作过程简单,不过在实际操作中,并不是无脑地对裂缝进行填充即可,而是需要结合构筑物和裂缝的具体位置,确定好具体的施工顺序,同时也需要对注浆压力进行严格管控。
一般来讲,注浆加固法可以对巷道等结构的裂缝进行填充,有效抑制结构失稳和基础不均匀沉降的问题。
注浆法的优势体现在几个方面:一是对于井下巷道整体的影响较小,施工工艺相对简单,施工速度快;二是注浆法在对裂缝进行有效填充的同时,也可以实现对水流的阻挡,对结构的渗透问题进行改善;三是注浆法可以提升岩体的机械强度,恢复混凝土结构,保障结构的稳定性和可靠性。
风化基岩断层破碎带巷道注浆加固技术研究
据该段岩层岩性 和破碎程度综合分析取浆液扩散半
径 为 2 0I。 . I T
1 3 注 浆设计 .
1 3 1 注浆孔 设计 ..
断裂带 中,断层附近煤层顶底板连续性及煤层稳定
性 遭受 严重 破坏 , 定施 工改 造风 巷 和跳压 切 眼 , 决 实 行 跳压 开采 。 由于 需改 造 的风巷 穿过 该断 裂构 造带 , 为 了确保 工 作 面里 段 安 全 回采 ,迫 切 需要 安 全 、 经 济、 有效 的加 固技术 加 固该 段 巷道 。
中图分 类 号 :D 6 . T 25 4 文 献标 志 码 : B
断层破碎带应力分布复杂 ,且容易形成较高的
2 水灰 比为 0 4 , , . 5 速凝剂掺量 为水泥重量 的 3 一 %
应力集中区, 造成断层附近岩层极为破碎 , 加之强风 5 水 泥选用 45号 普 通硅 酸盐 水 泥 , %, 2 黄砂 为 中 、 粗 化岩体岩石工程力学特性 与新基岩有较大 的差异 , 砂 , 浆厚 度为 5 喷 0mm。 随着岩体岩石风化程度 的提高 ,其抗压强度降幅较
建 下 近 距 离煤 层 条 带 开 采煤 柱 稳 定性研 究
李 旺 程远伟 邹永沼 , ,
(.开滦集团 蔚州矿业公司 ,河北 张家 口 0 5 0 ;2 1 7 70 .中国矿业大学 矿业工程学院 ,江苏 徐州 2 11 ) 2 16
摘
要: 在近距 离煤 层条带开 采 时, 留煤柱 的稳定 性 , 保 直接影 响地 表 的沉陷变形 , 影响 但
煤
8
炭
科
技
2 1 年第 2 01 期
煤矿井巷过断层破碎带支护技术探讨
煤矿井巷过断层破碎带支护技术探讨煤矿深部开拓时经常遇到具有无限蠕变的流变性和膨胀性的断层破碎带的岩体。
在这些岩体中,井巷的地压显现往往十分剧烈,表现为从井巷各个方向发生严重的挤出性变形,产生巨大的位移压力、导致井巷的失稳破坏。
由于矿山井巷受到地质赋存条件和开采条件的制约,通过现场分析,采用砌碹+拱形支架+底板捣制+壁后注浆联合支护,解决了岩巷过断层破碎带的支护难题。
一、巷道变形原因分析根据巷道揭露的围岩情况、地质条件和巷道变形情况,巷道变形的主要原因如下。
1、围岩自身因素。
大巷过断层时,该断层破碎带以砂质泥岩为主,含泥质结核及黏土矿物,结构性差,具有显著的膨胀特性,遇水膨胀是引起巷道变形的重要物理因素[1]。
2、水的影响。
水对巷道变形的影响表现在将泥质结核软化,黏土矿物膨胀变形,使围岩内产生膨胀应力,加快加剧了巷道的变形和破坏。
3、断层影响。
断层在形成时产生的地质构造破坏带,沿其走向存在一条岩层破坏带,破坏带内物质之间的黏聚力、摩擦力变小,承载能力差,易冒落[2]。
4、支护形式。
巷道原支护方案为砌碹支护,由于碹体与巷壁之间存在一定的空间(未充填),碹体支护与围岩应力不能平衡,造成应力集中,砌碹质量差,使支护整体受力不均,无法有效的控制巷道变形。
5、巷道掘进施工因素。
由于大巷在掘进过程中涌水量大,巷道成型后,砌碹通过断层破碎带,再进行水沟施工,这样就造成水沟侧碹体墙脚悬空,从而使碹体受力不均,造成变形。
6、地应力的影响。
深部巷道围岩应力集中,易产生塑性变形。
二、岩巷过断层破碎带联合支护技术根据巷道变形原因分析结论,对提高碹体质量,防止围岩遇水泥化、膨胀,提高围岩强度和自承能力;采用拱形支架联合支护,增加了支护强度。
1、支护方案设计。
《浅谈如何加快软岩巷道掘进》中认为:传统的锚喷支护随着煤矿开采的进一步加深,在深部软岩巷道支护中,这种以抗压支护的方法往往不能有效地控制巷道的变形,也不能满足安全生产的需要。
破碎煤岩体注浆加固与堵水研究
破碎煤岩体注浆加固与堵水研究在煤炭开采过程中,煤岩体可能会因为各种因素而破碎,导致安全隐患和生产中断。
为了解决这个问题,常采用注浆加固和堵水技术对破碎煤岩体进行加固和密封。
本文旨在探讨破碎煤岩体注浆加固与堵水问题的研究,以提高采煤工作面的安全性和生产效率。
在过去的几十年里,国内外学者已经对破碎煤岩体注浆加固与堵水技术进行了广泛的研究。
研究主要集中在注浆材料的开发、注浆工艺的优化、数值模拟分析等方面。
虽然取得了一定的研究成果,但仍存在以下问题:注浆材料的性能还有待进一步提高,以满足破碎煤岩体的复杂地质条件和工程需求。
注浆工艺的优化还需要结合先进的数值模拟方法,以实现更精准的注浆方案设计。
目前的研究多集中在室内实验和数值模拟上,现场应用研究相对较少。
本文采用了理论分析、实验研究和数值模拟等多种方法进行破碎煤岩体注浆加固与堵水问题的研究。
通过文献综述对破碎煤岩体注浆加固与堵水技术的国内外研究现状进行全面了解。
结合实验研究,对注浆材料的性能进行测试,并优化注浆工艺参数。
利用数值模拟方法,对注浆加固和堵水效果进行模拟分析,为现场应用提供理论支持。
破碎煤岩体注浆加固与堵水问题的机理主要是通过向破碎煤岩体注入高性能的注浆材料,提高煤岩体的整体性和稳定性,并封堵水源,防止水渗透。
注浆材料的性能是影响注浆加固与堵水效果的关键因素,通过实验研究,发现采用以环氧树脂为主的高分子材料作为注浆材料具有较好的性能表现和适应性。
注浆工艺的优化对于提高注浆效果至关重要,通过实验研究和数值模拟,发现采用高压旋喷注浆工艺可以有效提高注浆材料的渗透性和扩散性,增强对破碎煤岩体的加固和堵水效果。
在现场应用方面,通过某矿区采煤工作面的实际应用案例,证明了破碎煤岩体注浆加固与堵水技术的有效性和可行性,为类似条件下的采煤工作面提供了成功的参考经验。
破碎煤岩体注浆加固与堵水技术在采煤工作面具有广泛的应用前景。
在实际应用中,需要结合矿区的具体条件,制定合适的注浆方案。
巷道过断层破碎带注浆堵水加固技术的研究与应用
杜忠 江 ( 石泉 山西 煤业公司)
摘要 : 对软岩及断层破碎 带, 常规的方法往 往很难达 到注 浆 目的。本文 25注浆参数的选择 ①注浆压力 , . 是推动浆液克服 各种流动阻 结合该矿巷道过 断层的实践 , 总结了在断层带较 宽、 塌孔严重情况下 , 通过 力 , 使浆液扩散 , 充填密实的动力 , 是注浆 的重要参数。在基岩裂隙 合理 确定注浆参数 、 改变注 浆顺序、 整注浆 浓度和控制注浆压 力等方法 , 中,宜采用 2—2 倍 静水压 力 ,在软岩和破碎带 中 ,初期宜采用 调 _ 5 进行巷道预注浆加固 , 获得成功。 15—1 . . , 6倍 中期采用 20—25倍 , . . 后期为 30~ . . 35倍的静水压 力。 关键词 : 断层破碎带 探钻 注浆参数 塌 孔 注入量
② 注浆流量。 注浆过程中, 由于 浆液的充填作用 , 裂隙逐渐被充塞, 流 量则随注浆压 力的升高而减小。为增加浆液 的注入量和提高注浆效 果, 流量越小越好 , 但太小容易被地 下水稀释 , 影响结石体 的强度和 结石率, 以 , 所 在基岩 裂隙中流量 以 5 ~6 L n为宜 , 0 O/ mi 在软 岩和断
以外 1 ~ . . 2 m。②钻孔结构。开孔采用 D 2 mm 无芯 钻进 , 5 0 17 钻进 管 ,钻 至 1 m 深 度 ,下 入 D1 8X45 0 0 .mm 孔 口 径 打 到 设计 深 度 , 用稀 浆进 行 一 次 高 压 固 结 注 浆 , 其 达 到 维 护 孔 使 管 , 后采用 D 5 此 7 mm 钻 头 钻 至 终 孔 。 壁作用 , 然后扩孔 , 顺利通过塌孔层位 。 ②采用合理 钻进参数。遇到 23 注 浆段 长 的选 择 由于 井 下 不 宜 用 止 浆塞 分 段 注 浆 , 为保 . 轻微塌 孔时 , 调整钻进参数 : 冲洗液流量小于 4 Lmi; 0 / n主轴转 数小 证 钻 注 质 量 , 根 据 围 岩 性 质 、 造 和 裂 隙 发育 , 要 构 断层 带 破 碎 程 度 ,
巷道过断层破碎带的防治水技术研究
巷道过断层破碎带的防治水技术研究摘要:煤矿的勘探及开采不断的深入,开发的范围越来越大,其需要面临着复杂的自然环境、恶劣的地质条件及不稳定的因素等,也造成了煤矿事故的频繁出现,严重威胁到施工人员的生命安全。
其中水害是煤矿开采中极为严重的问题之一,其会直接造成安全事故,需要采取有效的措施进行防水治水,保障施工的安全性。
本文简单的分析了煤矿中较为复杂的环境断层破碎带的防治水技术,并阐述了防治水的具体措施,为煤矿生产的管理人员提供一定的参考与借鉴。
关键词:煤矿开采;巷道;断层破碎带;水害;治理技术;防治水措施;研究前言煤矿开采的过程中,对矿井水实施防治措施能够避免水害事故,其不仅可以有效的提高矿井生产的安全性,是十分重要的安全保障条件之一,也能够减少井涌量,减少生产成本,充分利用自然资源。
但是实践的煤矿生产中,由于矿井的结构特殊,水文地质基础不佳,各种水害防治技术的应用不足,或者煤矿企业领导对于防治水方面的工作不重视等因素,使得水害的治理效果不理想,水害事故出现的概率居高不下,对其进行深入的研究是十分有必要的。
1.巷道过断层破碎带常用的防治水技术1.1物探技术物探技术在过断层破碎带防治水中的运用主要包括两种,即地质雷达法和瑞利波法,二者的性质、特点的等,均有较大的差异,其中地质雷达法是运用了广谱电磁技术,先在介质的表面发射电磁波,再利用相应的设备收集其反射后的信息,对其接受的信息进行法深入的分析后,即可以推断出探测对象的形状,并掌握该地区的地质现象。
该技术的优势在于探测的距离较大,可以达到50m;而瑞利波法的技术基本工作机制是先全面检测各种频率成份瑞利波的不同传播速度,再推断探测对象的基本情况和性质,适用于探测煤巷。
该技术的特点在于施工操作较为简便,探测的准确性较高[1]。
1.2钻探技术井下钻探过程中进行的探水工作,某些情况下无法直接运用巷探方法,包括老空水区、断水断层、陷落柱等,需要将钻探和巷探有机结合起来。
注浆加固在深部断层破碎带巷道加固中的应用-土木工程施工论文-土木建筑论文
注浆加固在深部断层破碎带巷道加固中的应用-土木工程施工论文-土木建筑论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——处于深部断层破碎带影响范围内的巷道围岩,具有岩体软弱破碎、围岩松动圈大、地应力高和易形成局部应力集中等特点,在巷道掘进过程中,易片帮冒顶,支护前期变形也很大,单靠传统的被动支护形式,难以奏效。
只有通过改善和提高浅部围岩自承能力,以抵抗深部围岩压力,才能有效控制巷道变形。
注浆作为改善岩土体力学性能的一项重要手段,能够从根本上解决问题。
1 注浆加固机理(1)浆液胶结破碎围岩之间的破裂面,增大了围岩内摩擦角和粘结力,提高了围岩强度。
(2)注浆能闭合围岩节理与裂隙,阻止围岩裂隙进一步发展,改善围岩性质,减小水、空气对围岩的侵蚀与风化。
(3)注浆后,围岩整体性提高了,松动圈半径减小了,改善了松动圈受力状态。
(4)浆液在围岩裂隙中胶结,形成网络骨架,具有良好的韧性和粘结强度,提高了围岩残余强度。
(5)围岩注浆后,可以给锚杆、锚索提供良好的着力基础,使锚固力大幅上升。
2 工程应用2.1 工程概况淮南矿业集团顾桥煤矿南翼胶带输送机大巷(二)是连接中央区和南区的主要大巷,埋深780m,施工中要穿过FD108-1~F114-1等断层构成的地质异常区。
其构造形态为一大的地堑,由2组东西走向,分别向南、北方向倾斜的阶梯状断层构成。
断层最大组合落差140m,宽670m。
断层落差大,造成巷道施工层位及岩层产状变化强烈。
其中,第Ⅶ标段巷道穿过FD108断层带下盘,巷道施工层位附近岩性主要为泥岩,岩体异常破碎松散,前探孔岩心采取率仅为13.3%,现场实测地应力达28MPa。
巷道施工部位岩层富水性较弱,FD108断层带在该处含水性不强,正常情况下,不会有明显的涌水现象;但在局部裂隙发育处,会有轻微滴淋水。
巷道掘进揭露的顶板,没有自稳时间或自稳时间短;此外,还有似泥石流现象,巷道支护难度很大。
2.2 注浆设计(1)注浆孔深度注浆孔深度要求不小于围岩松动圈厚度。
深部围岩破碎水蚀巷道注浆加固技术研究及应用
深部围岩破碎水蚀巷道注浆加固技术研究及应用发布时间:2022-10-09T03:15:39.659Z 来源:《工程建设标准化》2022年第11期6月作者:袁益平曾勇[导读] 针对我公司山脚树矿采三区233回风斜巷掘进期间预穿121820工作面采空区袁益平曾勇贵州盘江精煤股份有限公司山脚树矿盘州市 553533摘要:针对我公司山脚树矿采三区233回风斜巷掘进期间预穿121820工作面采空区,贯通期间巷道围岩破碎,易造成巷道顶板漏顶,形成冒顶区及涌水通道,给巷道支护带来较大困难的技术需求,开展深部围岩破碎水蚀巷道注浆加固技术研发,解决围岩破碎水蚀巷道支护等关键技术问题,实现支护良好的预期效果,相关结论可为煤系底层三软巷道支护提供参考。
关键词:水蚀;注浆加固;围岩破碎;0引言随着浅部煤层资源日益枯竭,更多的煤炭企业向深部进行开采。
根据数据统计,我国现目前有70%的矿井进入600m以上的采深,每年开采深度以10m左右的速度快速增长,巷道将会处于“三高一扰动”复杂的应力力学环境,巷道变形导致巷道频繁返修,将导致矿井采掘失调,严重阻碍了煤炭高效生产,因此深部巷道围岩控制是矿山开采的急需解决重要问题也是研究热点的重大课题。
1工程背景山脚树矿采三区233回风斜巷掘进期间预穿121820工作面采空区,贯通期间巷道围岩破碎,易造成巷道顶板漏顶,形成冒顶区及涌水通道,给巷道支护带来较大困难的技术需求,开展深部围岩破碎水蚀巷道注浆加固技术研发,解决围岩破碎水蚀巷道支护等关键技术问题,实现支护良好的预期效果。
2巷道破碎顶板注浆加固技术研究围岩深部的煤体非常破碎,裂隙发育,大量的环向裂隙和轴向裂隙交错纵横,部分地方还出现了塌孔、空洞的现象,对进风巷的稳定有很大影响。
通过注浆可以充填塌孔、空洞,有效地胶结破碎煤体,改善围岩结构,提高围岩的整体性和力学参数,如图2.1所示。
图2.1 深部围岩煤体破碎情况图注浆加固技术参数:1)滞后注浆时间注浆主要是低围压条件下宏观裂隙内的渗透注浆,渗透系数随巷道开挖处于变动之中,主要受裂隙张开度和密度控制,并在某一时刻达到最大限度,因而存在一个有利于注浆的时机,工作面进风巷在掘进时巷道变形量已经很大,当围岩变形趋于稳定时,裂隙的发育也基本停止,围岩内部的结构基本不再有大的变化,这时注浆浆液能够充分渗透到宏观裂隙区,在时间上和空间上都较为有利。
巷道掘进过导水断层水害防治技术研究
302断层是导通老窑采空区积水、煤层顶底板含水层以及其他含水水体的主要地质构造,若不能对断层导水性及含水性进行详细勘探,并采取针对性防治水措施,都可能会给矿井生产带来严重威胁[1~2]。
断层破碎带具有较强的导水性,有些断层原本是不具有导水(或含水性),但是受到外界采动影响,开始与邻近水体发生水力联系,从而具有导水性。
在矿井巷道掘进过程中应对断层范围、性质进行详细勘探,针对勘探结果采区针对性措施,确保巷道掘进安全[3~4]。
1 巷道掘进概述山西某矿掘进+50水平运输石门,巷道掘进过程中需要穿过DF 1断层,该断层落差在0~110m,倾角56°,方位角315°。
运输石门平穿过DF 1断层后进入到3号煤层底板砂岩中掘进。
为了确保巷道掘进安全,在运输石门掘进开口位置对DF 1断层进行详细钻探,确定巷道平穿该断层处断层落差在110m,存在有20m宽破碎带,巷道掘进过断层后岩层层位变化明显。
通过对钻探数据以及水文地质勘探结果详细分析,DF 1断层与邻近的含水层存在一定的水力联系,具有导水性,需要采取针对性的防治水措施,确保巷道掘进安全。
2 突水危险性预测根据巷道掘进区域水文地质条件,采用下述公式对石门掘进期间的底板有效隔水层厚度进行计算[5]:(1)通过带入相关参数,计算出石门底板有效隔水层厚度在2.95m,较实际隔水层厚度(3.9m)小。
在该巷道掘进过断层后,巷道底板与下部灰岩含水层间有效隔水层厚度稳定在3.9m以上。
根据石门过断层有效隔水层计算结果,在石门过DF 1断层期间底板灰岩含水层具有一定的突水危险性。
3 防治水技术措施3.1 超前地质勘探及预注浆对+50水平运输石门掘进过DF 1断层前,先采用钻探方式对该断层导水性、赋存参数等进行详细勘探,并将钻探钻孔作为注浆堵水钻孔对断层导水性进行防治,钻孔布置如图1、图2所示。
使用钻探确定+50水平运输石门过DF 1断层期间时断层落差及破碎带宽度分别为110m、20m,并采用水泥单液浆对掘进区域进行注浆预加固、堵水。
基于生态保护的断层破碎带隧道注浆堵水研究
基于生态保护的断层破碎带隧道注浆堵水研究
张德文;苏定武
【期刊名称】《现代隧道技术》
【年(卷),期】2022(59)3
【摘要】断层破碎带是隧道工程建设过程中常见的不良地质现象,常导致突涌水以及塌方等灾害,是隧道建设的重点控制对象。
依托五指山隧道工程进行基于生态保护的断层破碎带隧道注浆堵水技术研究,结果表明:(1)从生态保护的角度出发,针对超前预注浆和后注浆方案分别提出了一定期限内恢复地下水位的限排量计算方法。
对于五指山隧道,超前预注浆和后注浆方案对应的一年内恢复地下水位的限排量分别为1.82 m3/(d·m)和0.96 m3/(d·m);(2)结合地下水限排量和围岩注浆后的排水量,提出了围岩注浆圈厚度计算方法。
五指山隧道超前预注浆和后注浆方案一年内恢复地下水位对应的注浆圈厚度分别为2.07 m和4.5 m。
【总页数】7页(P46-52)
【作者】张德文;苏定武
【作者单位】海南省交通工程建设局
【正文语种】中文
【中图分类】U455.49
【相关文献】
1.双液帷幕注浆技术在断层破碎带堵水的应用研究
2.大断层破碎带注浆堵水技术研究
3.寒岭界隧道断层破碎带塌方与注浆堵水处治研究
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S u X i a o j i a n , Z h o u S h i x u a n , Z h a n g P e n g , L n D o n g c h a o , C h e n J i a n x i n g , J i n Y a j i e
( Z h a o g u N o . 2 C o a l Mi n e , J i a o z u o C o a l I n d u s t r y Co ., L i d ., He n a n C o a l C h e mi c a l I n d u s t r y C o ., L t d ., Hu i x i a n 4 5 3 6 3 3, C h i n a)
摘要: 针 对 大埋 深 高水 压地 质 条 件 下 回风 斜 巷 穿 过 断层 破 碎 带 易发 生 突水 的 问 题 , 对 注 浆 防治 水 技 术进 行 了
研 究。 通 过 在 赵 固二 矿 试 验 分 散 制 浆机 、 三级 止 水 套 管 、 复 式 固管 法 等 新 型 注 浆 工 艺 , 大 幅提 高 了 固管 质 量 、
qu a l i t y o f p i p e ix f i n g, d r i l l h o l e s a f e t y a n d g r o ut i n g e fe c t we r e i mpr o ve d s i g n i f i c a n t l y, a n d ha s i mpr o v e d t he e fi c i e n c y o f p l u g g i ng wa t e r c h a nn e 1 , S O a s t o a v oi d t h e wa t e r i n us r h a c c i de n t s . Ke y wo r ds: wa t e r p r e v e n t i o n a nd c o n t r o l ; g r o ut i n g; b r o k e n z o n e o f f a ul t ; la f n g e
Ab s t r a c t : I t i s e a s y t o c a s e wa t e r i n r u s h whi l e r e t u r n a i r i n c l i n ed r o a d wa y p a s s i n g t hr o ug h br o ke n z o n e o f f a u l t u n de r t he c o n di t i o n o f l a r ge b u r i e d de p t h a n d h i g h wa t e r p r e s s u r e ,Ai mi n g a t t hi s pr o b l e m, wa t e r co nt r o l t e c h no l o g y b y g r o ut in g wa s s t u di e d i n t h e pa p e r .By
煤 炭是 我 国 的主 要 能源 , 是 国 民经 济 和社 会 发
复杂情 况 , 笔者 提 出了利 用三级 法 兰盘结 构 、 复式 固 管法 , 将分 散制浆 机应 用 于制浆 系 统 的注浆新 工艺 , 大 幅提 高制 浆系 统 的性 能 、 固管 质 量 、 钻 孔安 全性 和 注浆 效 果 , 降低 了 回风 斜 巷 过 断层 破 碎 带 突 水 危 险 性, 减少 了防治水 费用 , 保 障 了矿 井 安全 生产 。
t e s t i n g s o me g r o u t i n g t e c h n i c s , s u c h a s d i s p e r s e d p u l p i n g ma c h i n e , t h e t h r e e - s t a g e s o l i d t u b e la f n g e s t uc r t u r e , d o u b l e p i p e i f x i n g, t h e
2 0 1 3年第 8 期
中州 煤 炭
总第 2 1 2 期
巷 道 过 断 层 破 碎 带 注 浆 防治 水 技 术 研 究
苏晓建 , 周 世轩 , 张 鹏 , 吕冬超 , 陈建 星 , 靳亚 杰
( 河 南煤 业化 工 集 团 焦 煤 公 司赵 固二 矿 , 河 南 辉县 4 5 3 6 3 3 )
钻 孔 安 全 性 和 注 浆效 果 , 提 高 了封 堵 导 水 通 道 的效 率 , 以避 免 突 水 事 故 的发 生 。 关键词 : 防治水; 注浆 ; 断层破碎带 ; 法兰盘
中图分类号 : T D 7 4 5 章编 号: 1 0 0 3— 0 5 0 6 ( 2 0 1 3 ) 0 8— 0 0 0 7— 0 3
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