CN104533467B - 一种高承压水、断层破碎巷道的支护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高承压水、断层破碎带巷道的支护方法，包括有以下施工步骤：实行先引导承压水，通过巷道下部合理布置导水管，在巷道直墙出水范围布置4～6个2〞钢管作为控制和导水孔，使区域内的高承压水和运动应力构成的破坏势能疏导出外；巷道底角起至巷道的腮颊位置（巷道的弧顶部位一般不宜预设），按1000mm的间排距均衡预敷设4吋钢管，使得岩体内的破坏应力通过预设钢管持续外泄而不致集聚，在此区域保持不聚能、不集势、不造势。本发明先底脚后帮顶进行浅孔注浆，随后在进行深孔注浆，使得泥化、破碎的围岩由点及面，形成构筑稳定、强度高、厚度较大的承载体，经过后期的主动强力支护后，最终使围岩加固成一个整体。

Description

一种高承压水、断层破碎巷道的支护方法
技术领域
本发明涉及巷道支护领域，具体属于一种高承压水、断层破碎巷道的支护方法。
背景技术
随着煤矿开采深度不断增加，开采条件越来越困难，围岩应力及水文地质条件进一步恶化。当巷道处于高承压水、断层破碎带时，由于巷道围岩裂隙较发育，围岩受到水的浸蚀影响而崩解、泥化，致使围岩完整性遭到破坏，巷道变形破坏极其严重，经常发生渗流突变，导致巷道整体垮冒，严重危害煤矿的开采安全。对这种复杂条件下煤矿巷道的支护，一直是困扰煤矿工程建设的重大难题。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种针对高承压水、断层破碎带巷道的支护方法，从而解决上述背景技术中的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种高承压水、断层破碎带巷道的支护方法，包括有以下施工步骤：
实行先引导承压水，开始施工时在巷道内合理布置导水管，在巷道直墙出水范围布置4～6个2〞钢管作为控制和导水孔，将出水区域内的水压降至安全水头以下，导水孔根据实际情况可分为2～3米不同的长度；当支护层次满足支护强度要求后，对其它分散出水点要进行封堵，水量较大的导水孔集中出水点暂不封堵，集中出水点的封堵取决于支护效果和强度的分析；在构筑支护结构的同时，从巷道底角起至巷道的腮颊位置，按1000mm的间排距均衡预敷设4吋钢管，钢管外口与支护体的墙壁一平，当支护体构筑完成，岩体内的破坏应力通过预设钢管持续外泄而不致集聚；具体支护时，先在底脚钻φ32孔，钻深3200mm，利用长度为3000mm的自固、内自闭、控压注浆锚杆进行浅孔注浆，注浆锚杆间距为1400mm，封孔深度为1m，注浆压力为1～1.5Mpa，然后对帮顶进行同样的浅孔注浆；随后先底脚后帮顶进行深孔注浆，孔深5m，注浆管长度4m，注浆锚杆间距为1400mm，封孔深度为1m，注浆压力为2.5～3Mpa。
采用密注、快注、和控压注浆的分布式注浆技术，固化围岩，将高承压水和运动应力构成的破坏势能疏导出外；在封闭泥化岩体的基础上，以小断面、小块体掘进，每个小块体注浆加固，形成小断面板块到全断面的叠加成巷。
本发明采用导解承压水技术，由于巷道围岩中的高承压水具有强压、有补给源、持续反复聚力造势的特点，高承压水、泥质巷道受采动影响，巷道围岩由“裂隙—渗流—泥化—闭合”，到反复 “裂隙—渗流—泥化—闭合”，围岩强度持续弱化，发生泥化破坏，导致巷道围岩失稳。因此支护前，先在巷道围岩密集设置导水孔，其特征是，在巷道下部合理设置导水管，在顶帮预留泄水孔，进行区域性疏水降压，释能降势，保持区域内的水压降至“安全水头”以下。遏制高承压水对断层带软弱岩层的破坏，弱化高承压水的势能，既减缓了裂隙水对巷道围岩的浸蚀，又避免了强水压对巷道支护造成破坏，为巷道的支护造就了必要的可靠的围岩环境。
本发明先底脚后帮顶进行浅孔注浆，随后在进行深孔注浆，使得泥化、破碎的围岩由点及面，形成构筑稳定、强度高、厚度较大的承载体，经过后期的主动强力支护后，最终使围岩加固成一个整体。随着煤矿的深入开采，矿井下的地质环境越来越复杂，由于巷道埋藏深，围岩压力高，且长期处于断层破碎带内、受承压水的严重浸蚀，围岩流变性强，巷道围岩裂隙较发育，围岩受到水的影响而崩解、泥化致使岩性完整性遭到破坏，在多种应力作用下，易出现碎胀破坏、软岩流变。高压渗流水沿着裂隙向巷道两帮挤入，造成巷道发生变形失稳，最终使巷道变形、垮冒。本发明先采用导解承压水技术，进行区域性疏水降压，遏制高承压水对断层带软弱岩层的破坏，弱化高承压水的势能，避免了强水压聚能造势，对巷道围岩造成破坏；本发明进一步采用密注、快注、和控压注浆的分布式注浆技术，固化围岩，将高承压水和运动应力构成的破坏势能疏导出外；以小断面、小块体掘进，每个小块体注浆加固，使得泥化、破碎的围岩由点及面，形成构筑稳定、强度高、厚度较大的承载体，经过后期的主动强力支护后，最终使围岩加固成一个整体。
本发明具有以下有益效果：
本发明将处于高承压水、断层破碎带状态下的巷道通过导解承压水技术，使巷道围岩内的水压处于“安全水头”以下，保证了施工的的安全性；采用分布式注浆技术，由点到面，最后使围岩加固成一个整体，变依靠重型钢材的被动支护为持续补强的动态主动支护，使整个围岩成为承载外部压力的主要结构，这样既比传统的支护效果更加稳定，又降低了支护成本。整个高承压水致断层破碎带大断面巷道泥化失稳与长期流变的围岩状态下采用本项目技术进行支护后，巷道的稳定率比传统支护方式有着显著的提高，并且能常态化对巷道施行动态补强，保证巷道支护长期服务于矿井的安全生产。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
一种高承压水、断层破碎带巷道的支护方法，包括有以下施工步骤：
实行先引导承压水，在巷道内合理布置导水管6，采取重点小洞导水和多点管路导水泄压相结合，开始施工时在巷道直墙出水范围布置4～6个2〞钢管作为控制和导水孔，使区域内的水压降至安全水头以下，导水孔根据实际情况可分为2～3米不同的长度；当支护层次满足支护强度要求后，对其它分散出水点要进行封堵，水量较大的导水孔集中出水点暂不封堵，集中出水点的封堵取决于支护效果和强度的分析；在构筑支护结构的同时，从巷道底角起至巷道的腮颊位置（巷道的弧顶部位一般不宜预设），按1000mm的间排距均衡预敷设4吋钢管，钢管外口与支护体的墙壁一平，当支护体构筑完成，岩体内的破坏应力通过预设钢管持续外泄而不致集聚，在此区域保持不聚能、不集势、不造势。不会因围岩破裂区及断裂带破碎的岩层不断蠕变、内应力受外因扰动集聚变势等共同作用构成对支护体破坏。预埋设的钢管孔，还肩负着疏浚导水的作用，该区域围岩内的裂隙水不会因构筑支护体后而积聚，聚集能量形成破坏支护结构的势能。具体支护时，先在底脚钻φ32孔，钻深3200mm，利用长度为3000mm的自固、内自闭、控压注浆锚杆进行浅孔注浆，注浆锚杆间距为1400mm，封孔深度为1m，注浆压力为1～1.5Mpa，然后对帮顶进行同样的浅孔注浆；随后先底脚后帮顶进行深孔注浆，孔深5m，注浆管长度4m，注浆锚杆间距为1400mm，封孔深度为1m，注浆压力为2.5～3Mpa。
实施例中，本发明考虑到处于高承压水、断层破碎带状态下的巷道围岩强度低，巷道浅部围岩承载能力低，巷道下方的二灰岩和三灰岩水具有强压、有补给源的特点，通过以上的疏水降压技术，降低了围岩内的水压，保证了下一步施工的的安全性。
实施例中，本发明对巷道围岩进一步实施分布式注浆技术，由于失稳巷段位于断层破碎带内，围岩受到水的影响而崩解、泥化致使岩性完整性遭到破坏，在多种应力作用下，易出现碎胀破坏、软岩流变。为此采用密注、快注、和控压注浆的分布式注浆技术，固化围岩，将高承压水和运动应力构成的破坏势能疏导出外；以小断面、小块体掘进，每个小块体注浆加固，形成小断面板块到全断面的叠加成巷，施工时采用超前固化、局部固化和多层次固化技术，实现了小柱体、小板块、集成整体固化。下面结合附图1进一步说明，自固、内自闭、控压注浆锚杆5在专利号：CN200920274073.4已被公开，这样就使得泥化、破碎的围岩由点及面，形成构筑稳定、强度高、厚度较大的承载体，经过后期的主动强力支护后，最终使围岩加固成一个整体。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种高承压水、断层破碎带巷道的支护方法，其特征在于，包括有以下施工步骤： 实行先引导承压水，开始施工时在巷道内合理布置导水管，在巷道直墙出水范围布置4～6个2吋钢管作为控制和导水孔，将出水区域内的水压降至安全水头以下，导水孔分为2～3米不同的长度；当支护层次满足支护强度要求后，对其它分散出水点要进行封堵，水量较大的导水孔集中出水点暂不封堵，集中出水点的封堵取决于支护效果和强度的分析；在构筑支护结构的同时，从巷道底角起至巷道的腮颊位置，按1000mm的间排距均衡预敷设4吋钢管，钢管外口与支护体的墙壁齐平，当支护体构筑完成，岩体内的破坏应力通过预设钢管持续外泄而不致集聚；具体支护时，先在底脚钻φ32孔，钻深3200mm，利用长度为3000mm的自固、内自闭、控压注浆锚杆进行浅孔注浆，注浆锚杆间距为1400mm，封孔深度为1m，注浆压力为1～1.5MPa，然后对帮顶进行同样的浅孔注浆；随后先底脚后帮顶进行深孔注浆，孔深5m，注浆管长度4m，注浆锚杆间距为1400mm，封孔深度为1m，注浆压力为2.5～3MPa；采用密注、快注和控压注浆的分布式注浆技术，固化围岩，将高承压水和运动应力构成的破坏势能疏导出；在封闭泥化岩体的基础上，以小断面、小块体掘进，每个小块体注浆加固，形成小断面板块到全断面的叠加成巷。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105927232B (zh) * 2016-05-19 2018-01-23 安徽理工大学 一种矿井无空白区深堵浅注注浆方法及注浆安全防护装置
CN106018067B (zh) * 2016-06-14 2018-11-02 长江水利委员会长江科学院 隧洞式高水压试验仓的构建方法
CN107420122A (zh) * 2017-06-21 2017-12-01 湖北宜化江家墩矿业有限公司 一种用于治理井巷散水的双向交替式注浆堵水工艺
CN108999635A (zh) * 2018-08-14 2018-12-14 湖南科技大学 一种用于富水弱胶结巷道围岩的导压排水装置及施工方法
CN109139053A (zh) * 2018-09-30 2019-01-04 淮矿西部煤矿投资管理有限公司 一种导水断层综合治理平行施工系统及施工方法
CN109538244A (zh) * 2018-11-15 2019-03-29 合肥工业大学 隧道开挖洞内支护方法
CN110273708B (zh) * 2019-07-01 2020-10-23 长沙矿山研究院有限责任公司 一种巷道支护结构体控制疏水法
CN110566226A (zh) * 2019-08-30 2019-12-13 河南理工大学 一种破碎顶板大断面巷道快速掘进的浅固深注支护方法
CN112832829B (zh) * 2021-02-18 2022-02-25 淮北市平远软岩支护工程技术有限公司 一种基于导解承压水技术的支护方法及支护装置
CN112832810B (zh) * 2021-03-04 2022-03-22 淮北市平远软岩支护工程技术有限公司 一种针对于断层段泥化流变型岩体的支护方法
CN112832802B (zh) * 2021-03-04 2022-03-01 淮北市平远软岩支护工程技术有限公司 一种针对非对称压力的大底板块支护结构及支护方法
CN113107537B (zh) * 2021-04-24 2023-11-10 淮北市平远软岩支护工程技术有限公司 一种冲击地压对抗型巷道的分布式注浆技术及方法
CN113914891B (zh) * 2021-09-15 2022-08-05 华亭煤业集团有限责任公司 一种预空软岩巷道支护结构及其施工方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201588641U (zh) * 2009-11-19 2010-09-22 淮北市平远软岩支护工程技术有限公司 自固内自闭控压注浆器
CN102425421A (zh) * 2011-11-08 2012-04-25 中蓝连海设计研究院 适用于矿山竖井的新型防治水方法
CN102704950A (zh) * 2012-06-21 2012-10-03 山东黄金矿业(莱州)有限公司三山岛金矿 矿山开采过导水断裂构造的支护方法
CN102808636A (zh) * 2012-08-09 2012-12-05 大同煤矿集团有限责任公司 富水复杂地质体大断面巷道支护方法
CN102926770A (zh) * 2012-11-08 2013-02-13 中国神华能源股份有限公司 薄基岩、厚松散砂层富水区域井下疏水注浆工艺
CN103334779A (zh) * 2013-06-25 2013-10-02 淮北市平远软岩支护工程技术有限公司 一种构建同性围岩软岩巷道支护方法
CN103628894A (zh) * 2013-10-24 2014-03-12 重庆大学 一种基于变角伞状超前注浆的富水断层破碎带垮塌巷道巷修方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201588641U (zh) * 2009-11-19 2010-09-22 淮北市平远软岩支护工程技术有限公司 自固内自闭控压注浆器
CN102425421A (zh) * 2011-11-08 2012-04-25 中蓝连海设计研究院 适用于矿山竖井的新型防治水方法
CN102704950A (zh) * 2012-06-21 2012-10-03 山东黄金矿业(莱州)有限公司三山岛金矿 矿山开采过导水断裂构造的支护方法
CN102808636A (zh) * 2012-08-09 2012-12-05 大同煤矿集团有限责任公司 富水复杂地质体大断面巷道支护方法
CN102926770A (zh) * 2012-11-08 2013-02-13 中国神华能源股份有限公司 薄基岩、厚松散砂层富水区域井下疏水注浆工艺
CN103334779A (zh) * 2013-06-25 2013-10-02 淮北市平远软岩支护工程技术有限公司 一种构建同性围岩软岩巷道支护方法
CN103628894A (zh) * 2013-10-24 2014-03-12 重庆大学 一种基于变角伞状超前注浆的富水断层破碎带垮塌巷道巷修方法

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