拐弦巷道臨時(shí)變向的施工方法

1、拐弦巷道臨時(shí)變向的施工方法王軍民(鄭煤集團(tuán)公司 大平煤礦 河南 登封 452473)摘要：文章介紹了拐弦巷道臨時(shí)變向的方法，通過這幾種方法的介紹，我們在拐弦時(shí)可以把抽象的思維變?yōu)楹唵蔚木嚯x與角度的測量，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：拐弦巷道 變向 施工方法Turn string Lane temporary changes to the construction methodWANG-junmin(1. Daping Coal Mine of Zheng coal group company, Dengfeng 452477 china)Abstract：This paper introduce

2、s the turn string Lane temporary changes to the method, by which several methods are introduced, we in turn string can be abstract thoughts into simple distance and angle measurement, has a strong practical value. Key word： Turn string tunnel，Turn to，Construction method1 問題的提出巷道在拐弦變向時(shí)通常是用拐弦線來控制拐弦的，如

3、圖1:BC為拐弦巷道與未拐弦前的直巷的交界線，A為直巷的中點(diǎn)（又為拐弦巷道的中點(diǎn))，箭頭所示方向?yàn)橄锏谰蜻M(jìn)方向，圖中角a是拐弦線與直巷中線的夾角，此角可以從設(shè)計(jì)圖中量出。在正常掘進(jìn)時(shí)，當(dāng)掘進(jìn)到A時(shí)需要拐弦，而此時(shí)，倘若沒有測量儀器來定出拐弦的變向線時(shí)；那么，我們用常規(guī)的方法就處理不了這種情況，以下方法就可以很輕松的做到。2 解決方案由于巷道掘進(jìn)到A點(diǎn)時(shí)，我們知道A點(diǎn)既是直巷的中點(diǎn)又是拐弦巷道的中點(diǎn)，從設(shè)計(jì)圖中我們可以知道角a,需要標(biāo)定拐弦AD，由此我們可以采取以下方法：方法一：所用工具為坡度規(guī)，如圖2：當(dāng)掘進(jìn)到A點(diǎn)時(shí)，在實(shí)際施工中我們可以將直巷的中線AE拉出，然后從A點(diǎn)引一條直線，將坡度規(guī)的“

4、0”度刻度線與AE重合，讓AD與角度為a刻度線重合，則AD即為拐弦巷道的拐弦方向線，將D點(diǎn)固定，我們就可以按照拐弦參數(shù)進(jìn)行拐弦。方法二：如圖3：當(dāng)巷道掘進(jìn)到BC時(shí)，拉出直巷中心線AE，然后再在AE上取一點(diǎn)H，使AH=1m（為了方便取為1m)，拉一直線HI垂直AE，角a 為已知（由設(shè)計(jì)圖中可以測量)，則由三角函數(shù)關(guān)系可以求得HI=tana,點(diǎn)I即為所要的點(diǎn)位，拉線AI并延長到直巷上進(jìn)行固定，按照拐弦參數(shù)就可以進(jìn)行拐弦。方法三:如圖4：當(dāng)巷道掘進(jìn)到BC時(shí)，拉出直巷中線AE，過A點(diǎn)再拉一直線AI，取AI=AH=1m，（為了方便取1m)，角a為已知（由設(shè)計(jì)圖中可以直接測量)，然后由余弦定理：AHI=A

5、IH=可得到：那么我們就可以在實(shí)際操作中通過AHI和拉直線HI確定夾角a來標(biāo)定點(diǎn)D，最后我們就可以按照拐弦參數(shù)進(jìn)行拐弦。3 結(jié)束語通過以上方法，我們可以很輕松的在巷道拐弦時(shí)進(jìn)行變向操作，把抽象的思維變?yōu)楹唵蔚木嚯x與角度的測量，具有較高的使用價(jià)值。 復(fù)雜條件下鉆孔突水發(fā)生機(jī)理、危害及處理措施探討作者：王君民鄭煤集團(tuán)大平煤礦 郵編：452473。摘要: 某礦所在位置處，地質(zhì)條件相對較復(fù)雜，煤層底板經(jīng)常有開裂等地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)生，為了避免回采過程中出現(xiàn)安全事故，決定對煤層的底板進(jìn)行了改造。針對礦井復(fù)雜地質(zhì)條件下突水問題，制定了行之有效的實(shí)施方案，并提出了相應(yīng)的技術(shù)路線，對實(shí)際應(yīng)用后的資料進(jìn)行分析，結(jié)果顯示

6、治理效果較為明顯。關(guān)鍵詞: 復(fù)雜地質(zhì)條件；鉆孔突水；注漿堵水；封堵技術(shù) 某煤礦位于城郊，是一座現(xiàn)代化的礦井，大量專家對該礦突水問題進(jìn)行了論證，他們指出為了能安全的回采，需要采取注漿法對二2煤層底板進(jìn)行了改造3。在底板改造實(shí)施過程中，在一地質(zhì)條件復(fù)雜的區(qū)域鉆孔時(shí)，很容易出現(xiàn)鉆孔突水事故，在2011年4月和2012年9月工作面的3號鉆場4號孔及1號鉆場2號孔都發(fā)生過鉆孔突水事故4,5。這些事故的出現(xiàn)都是受到了鉆孔附近的煤底板周圍的復(fù)雜地質(zhì)條件的影響，同時(shí)這部分復(fù)雜的地質(zhì)條件也給鉆孔突水的治理帶來了困難2。本文對鉆孔突水的危害和機(jī)理進(jìn)行了分析，而且對提出的治理措施的可行性進(jìn)行了論證。1. 復(fù)雜條件下

7、鉆孔突水問題出現(xiàn)的機(jī)理和危害1.1復(fù)雜地質(zhì)條件概況該礦復(fù)雜地質(zhì)條件的淺層地層主要由砂質(zhì)泥巖、泥巖、頁巖構(gòu)成，其抗壓強(qiáng)度較低；巖石發(fā)育特征是橫向裂隙或者縱向裂隙，縱向裂隙發(fā)育為其主要發(fā)育形式，它溝通了地層深部的含水層，屬于斷層發(fā)育，巖石塊狀且破碎。南部采區(qū)巷道布置的方向與主要的裂隙方向之間的夾角是45°，極為表現(xiàn)是豎向裂隙發(fā)育2,3。1.2鉆孔突水發(fā)生機(jī)理 復(fù)雜地質(zhì)條件下的地層受力比較薄弱，鉆孔出水后會(huì)在該地層抗壓相對薄弱的區(qū)域形成一個(gè)窗口2。當(dāng)受到一些地質(zhì)誘導(dǎo)或者地壓的動(dòng)力破壞，窗口無法承受水壓時(shí)，形成的高壓動(dòng)力水源會(huì)通過窗口往外形成一個(gè)強(qiáng)勢動(dòng)力區(qū)域，巷道地板主要會(huì)出現(xiàn)底板開裂、突水

8、、底鼓等現(xiàn)象4。巷底出現(xiàn)開裂：砂巖等一些剛性巖石在地質(zhì)誘導(dǎo)或者地壓的動(dòng)力影響下，窗口處形成的動(dòng)力水源會(huì)直接沿著豎向裂隙往外面劈裂，接著形成新的裂隙或者擴(kuò)大了巖石的原生裂隙，最終造成了巖石的開裂3。底鼓出現(xiàn)的原因，主要是因?yàn)樵陧搸r、泥巖等塑性巖石的獨(dú)立影響之下，窗口處形成的高壓動(dòng)力水源順著橫向裂隙往上突出。在底鼓的影響下，巷道會(huì)出現(xiàn)以下一些變化：幫錨和頂錨被拉折、頂板下沉、斷面變小，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)巷道的堵塞現(xiàn)象5。底板出現(xiàn)突水的原因：動(dòng)力水源順著倒水通道或者裂隙向外涌出，在整個(gè)突水進(jìn)程中，涌出的水會(huì)呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：水色逐漸變渾濁且夾帶著小的顆粒、水量忽大忽小，最后水色變澄清且水量漸趨穩(wěn)定1。1.3發(fā)生

9、鉆孔突水的危害在復(fù)雜地層條件下對礦井進(jìn)行鉆孔突水會(huì)嚴(yán)重影響到礦井的安全生產(chǎn)以及工作人員的人身安全，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一、鉆孔突水會(huì)使巷道失去穩(wěn)定性，繼而影響巷道的行人和通風(fēng)能力、直接危及到工作人員和掘進(jìn)設(shè)備的安全。第二、鉆孔突水過程中攜帶出的煤層和破碎物和容易淤塞在巷道內(nèi)，造成排水困難。第三、在一些低洼區(qū)，水流無法自泄，會(huì)出現(xiàn)排水力不足或水分無法排除等危機(jī)，積水嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致水淹面等事故3。第四、鉆孔突水的治理進(jìn)程耗時(shí)較長，施工工序繁瑣，而且對施工的組織、方案、工藝要求比較高，所以，為了盡量避免災(zāi)害擴(kuò)大，應(yīng)該進(jìn)行有效快速的治理工作1。2.鉆孔突水封堵的處理步驟根據(jù)地質(zhì)學(xué)原理來分，鉆孔突水

10、的三要素是較高的水壓、通道、突水水源，治理鉆孔突水需要從以上三方面出發(fā)，對出水水源和出水通道作出科學(xué)的判斷后，才可以找到針對安全、經(jīng)濟(jì)、可靠的封堵鉆孔突水的途徑，我礦針對此問題制定了以下處理步驟：首先，對巷道進(jìn)行臨時(shí)加護(hù)，加固方式為密集點(diǎn)柱，力求增大巷道的支護(hù)強(qiáng)度，重點(diǎn)加固的方向主要沿著裂隙方向進(jìn)行，為了控制住幫部的變形問題我們采用了戧柱等固定形式；其次，在礦井下建造較長距離的輸漿系統(tǒng)，鋪設(shè)輸漿的運(yùn)輸管道，將注漿泵設(shè)置在排水、水電和運(yùn)輸較方便的地點(diǎn)，通過輸漿管和注漿泵把井下產(chǎn)生的泥漿輸送到鉆場處，然后通過內(nèi)部的注漿泵把骨料或者注漿添加到鉆孔內(nèi)。需要注意的是，在注漿過程中，為了能及時(shí)連接注漿點(diǎn)和

11、造漿站，要在注漿處設(shè)立專用聯(lián)系電話；最后，注漿封堵鉆孔突水時(shí)，骨料要分級加入，這時(shí)會(huì)遇到兩種情形：第一種情況是，淺層巖石無法抵抗住較大的水壓，會(huì)使鉆孔位置的閥門沒法關(guān)閉，針對此種情況要及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場觀察做出正確判斷，把入空口管設(shè)在地層淺部1,3。第二種情況是，地層深部的突出水源會(huì)經(jīng)由豎向的裂隙往上導(dǎo)水，豎向的裂隙開口相對較大，將入孔口管下入到此處，比較困難，可以對高壓水源進(jìn)行有效的卸壓，接著再封堵突水鉆孔（骨料配合雙液漿）2,5。3.該礦實(shí)際應(yīng)用情況3.1注漿封堵方案使用木點(diǎn)柱+道木對2011運(yùn)輸巷的變形位置進(jìn)行加固，以確保高壓閥門關(guān)閉后巷道能承受住水壓，杜絕巷道底鼓和大面積變形現(xiàn)象的出現(xiàn)2。2

12、011運(yùn)輸巷的車場下面的平臺設(shè)計(jì)3個(gè)導(dǎo)水鉆孔，方便對1-2號鉆孔突水進(jìn)行有效疏水降壓和事故的及時(shí)處理，對灰?guī)r含水層進(jìn)行局部改造（帷幕注漿），減少1-2號鉆孔的水源補(bǔ)給3。首先將1-2號鉆孔處的閥門關(guān)閉，接著向骨料器中加入骨料封堵注漿，注漿液的成分為水和灰，其比例是10.7 10.95。如果比較粗的骨料行業(yè)不能有效控制地板出水現(xiàn)象時(shí)，需要配合使用88 mm導(dǎo)向管+90 mm鉆頭，使用骨料進(jìn)行礦井下注漿操作時(shí)，骨料的直徑需要逐步加大，避免一次堵死孔口管2。使用地面注漿封堵導(dǎo)水孔，最終壓力是6. 16. 3MPa4。3.2封堵的效果這次通過注漿封堵來治理鉆孔突水問題，注漿比較成功，而且注漿量總計(jì)達(dá)到

13、了58 t，收到了標(biāo)本標(biāo)本兼治的良好效果3。該過程使用了井下疏漿系統(tǒng)，確保了井下注漿的可靠性和連續(xù)性，在堵水中起到了主要的作用5。在進(jìn)行鉆孔處理前，做好了成分的準(zhǔn)備工作，預(yù)先改造了鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)器和夾持器，很好的解決了70mm直徑的孔口管在堵塞之后的后續(xù)掃控問題，保證施工過程能有的放矢的進(jìn)行2。4.結(jié)語某礦地處城郊，所在地層的地質(zhì)條件比較復(fù)雜，經(jīng)常會(huì)有底板開裂、突水、底鼓等現(xiàn)象的出現(xiàn)，但是在改造地板過程中，容易出現(xiàn)鉆孔突水現(xiàn)象，這種現(xiàn)象將會(huì)產(chǎn)生巨大危害1。針對這一現(xiàn)象使用了注漿封堵法，治理鉆孔突水需要從較高的水壓、通道、突水水源三方面出發(fā)，處理方法是對巷道進(jìn)行臨時(shí)加護(hù)、在礦井下建造較長距離的輸漿系統(tǒng)、注漿封堵鉆孔突水時(shí)骨料要分級加入，該方法得到了實(shí)際應(yīng)用，效果較為明顯，可以為其他條件相類似的礦井提供一定的依據(jù)。參考文獻(xiàn)1徐雷. 地面封閉不良鉆孔突水的井下高效封堵技術(shù)研究J. 知識經(jīng)濟(jì),2012,20:116-117.2程正剛,武忠進(jìn),姜海軍. 掘進(jìn)工作面預(yù)注漿堵水技術(shù)的數(shù)值模擬J. 煤炭科技,2013,01:49-51.3劉松,費(fèi)松坡,張秋成. 注漿堵水技術(shù)在封堵采煤工作面底板滯后突水中的