特殊巷道的施工方法

10十月2023特殊巷道施工辦法主要內(nèi)容

軟巖巷道施工

煤與瓦斯突出巷道施工

重點內(nèi)容

施工辦法選擇難點內(nèi)容

施工辦法選擇1/5110十月2023軟巖巷道施工軟巖巷道變形及壓力特性選擇合理巷道位置巷道斷面形狀選擇破巖方式選擇支護方式和構(gòu)造選擇預(yù)防和治理底鼓加強水治理加強巷道施工監(jiān)測2/5110十月2023軟巖巷道變形及壓力特性1、圍巖變形有顯著時間效應(yīng)早期來壓快，變形量大，如不及時控制，很快就會冒頂、巷道破壞。假如不采取適應(yīng)軟巖大變形特點剛性支架，支架很快就會被壓壞。支護時既要有控制，又要允許軟巖有一定變形。3/5110十月2023軟巖巷道變形及壓力特性2、圍巖變形有顯著空間效應(yīng)

圍巖在距工作面一倍寬以遠地方基本上不受掘進工作面影響；采深對軟巖巷道穩(wěn)定和變形影響隨采深增加而增大，其影響度遠大于巖石硬度；軟巖巷道變形有顯著方向性。4/5110十月2023軟巖巷道變形及壓力特性3、軟巖巷道多體現(xiàn)為巷道四周受壓，且為非對稱性

不但頂板下沉量大、易冒落，同步也有也許產(chǎn)生強烈底鼓現(xiàn)象，并常伴隨有兩幫劇烈位移，引發(fā)兩幫破壞、頂板冒落。5/5110十月2023軟巖巷道變形及壓力特性4、軟巖巷道自穩(wěn)能力極差，圍巖變形對應(yīng)力擾動和環(huán)境變化非常敏感當(dāng)軟巖巷道受鄰近開掘或修復(fù)巷道、水浸蝕、爆破震動以及采動等影響時，都會引發(fā)圍巖變形急劇增加。巷道自穩(wěn)能力一般與巖性、斷面形狀有關(guān)。6/5110十月2023松軟圍巖自穩(wěn)時間一般很短，有頂板一暴露立即冒落。圍巖自穩(wěn)能力主要與圍巖暴露面形狀、面積大小、巖體殘余強度和原巖應(yīng)力及施工工藝等原因有關(guān)。因此把握軟巖變形特性，合理確定巷道位置、掘進方式及支護措施等，對充足利用圍巖與支護互相作用，提升巷道圍巖自穩(wěn)時間，減少巷道掘進和維護費用、提升經(jīng)濟效益有一定意義。7/5110十月2023選擇合理巷道位置1、盡可能把巷道布置在強度大、遇水膨脹性小、地質(zhì)構(gòu)造和水文條件簡單、巖性比較堅硬巖層內(nèi)。2、主要巷道走向盡可能與最大地應(yīng)力方向平行而不要垂直，一般應(yīng)繞避斷層，盡可能避免與斷層、軟弱夾層、節(jié)理方向平行或小夾角相交，若實在不能繞避，則應(yīng)盡可能使巷道軸向與其走向間成45－60度角。8/5110十月2023選擇合理巷道位置3、盡可能避免巷道在空間上重合、密集交叉，硐室群施工應(yīng)視所處工程地質(zhì)等條件，考慮施工對巷道穩(wěn)定性影響，優(yōu)選最佳施工次序。4、應(yīng)使主要巷道免受采動壓力影響。

最佳把巷道布置在應(yīng)力減少區(qū)或原巖應(yīng)力區(qū)。9/5110十月2023選擇合理巷道斷面形狀由于松軟巖層地質(zhì)情況非常復(fù)雜，巷道支護不單純受巖層重力作用，有時周圍都受到很大膨脹壓力。有時巷道側(cè)壓比頂壓大幾倍。若采取常規(guī)直墻半圓拱或三心拱形斷面顯然難以適應(yīng)，往往造成巷道破壞和失穩(wěn)。因此，合理選擇斷面形狀對維護松軟巖層巷道穩(wěn)定尤為主要。10/5110十月2023斷面形狀主要應(yīng)根據(jù)地壓大小和方向來選擇地壓較小：直墻半圓拱形；周圍均受較大壓力：圓形斷面；垂直方向壓力尤其大而水平方向壓力較小：直立橢圓形斷面或近似橢圓形斷面；水平方向壓力尤其大而垂直方向壓力較?。呵鷫虬珘Π雸A拱帶底拱，高跨比不大于1斷面，或平臥橢圓形斷面。11/5110十月2023選擇合理破巖辦法以保持圍巖整體性、不破壞或小破壞巷道圍巖為標準。如條件允許，優(yōu)選全斷面機械破巖；其次，風(fēng)鎬破巖；再次，爆破破巖，采取光面爆破。12/5110十月2023采取合理支護方案“強化圍巖、整體承載、允許變形、合適讓壓、控制巷道斷面”標準，通過支護來加強巷道圍巖整體性，并提升巷道圍巖整體承載性能；通過支護來抵制壓力、釋放壓力，控制巷道整體變形。支護構(gòu)造應(yīng)有“先柔后剛”特性，一般需要二次支護。13/5110十月2023預(yù)防和治理底鼓巷道底板向上隆起現(xiàn)象稱為底鼓。

14/5110十月2023巷道底鼓類型及機理（1）擠壓流動性底鼓；（2）撓曲褶皺性底鼓；

（3）遇水膨脹性底鼓；（4）剪切錯動性底鼓。15/5110十月2023底鼓防治（1）砌筑底拱；（2）底板打錨桿；（3）底板鉆眼、松動爆破，然后注漿加固底板辦法避免底鼓。16/5110十月2023加強水治理水對軟弱巷道圍巖影響尤其主要，地下水賦存與活動，既影響圍巖應(yīng)力狀態(tài)，又影響圍巖強度，進而影響巷道穩(wěn)定。17/5110十月2023加強巷道施工監(jiān)測在松軟巖層巷道采取錨噴支護，一定要配合進行量測監(jiān)控，方便及時調(diào)整支護參數(shù)，尤其對巷道圍巖收斂變形應(yīng)當(dāng)尤其重視，可用收斂計量巷道收斂變形，亦可用水準儀測量頂板下沉量和底鼓量；用多種多點式位移計量測巖層內(nèi)不一樣深度位移，從而能夠算出位移速度。通過這些量測數(shù)據(jù)，有助于評價圍巖穩(wěn)定程度，能夠論證各設(shè)計參數(shù)是否合理，也是修改設(shè)計和確定二次支護時間根據(jù)。18/5110十月2023加強巷道施工監(jiān)測錨桿錨固力可用中空千斤頂式錨桿拉力計來量測。錨桿應(yīng)力狀態(tài)，可用專門設(shè)計空心“錨桿”（它構(gòu)造是聚氯乙烯塑料管內(nèi)壁用101號膠粘貼電阻片）來測定，以檢查錨桿不一樣深度處受力狀態(tài)，從而能推知圍巖內(nèi)應(yīng)力重新分布情況，進而可調(diào)整錨桿設(shè)計參數(shù)。19/5110十月2023加強巷道施工監(jiān)測對于主要工程大斷面巷道，還要進行接觸應(yīng)力量測，可采取電阻應(yīng)變磚和鋼弦壓力盒等測試元件。根據(jù)測量成果，能夠理解噴層受力狀態(tài)，有助于設(shè)計噴射混凝土厚度。地應(yīng)力特大礦區(qū)，還應(yīng)量測構(gòu)造應(yīng)力場，這對巷道合理布置，減輕地應(yīng)力對巷道支護破壞影響具有主要意義。理論和實踐證明，巷道沿最大主應(yīng)力作用方向布置比較有利，假如巷道走向垂直最大主應(yīng)力作用方向，則巷道圍巖中受力變形現(xiàn)象比較嚴重，易使巷道穩(wěn)定狀態(tài)惡化，造成失穩(wěn)破壞。20/5110十月2023煤與瓦斯突出巷道施工石門揭穿突出危險煤層防突措施突出危險煤層巷道施工防突措施21/5110十月2023煤與瓦斯突出煤與瓦斯突出是一種復(fù)雜瓦斯動力現(xiàn)象。從瓦斯地質(zhì)學(xué)角度看，地質(zhì)條件對煤與瓦斯突出分辨別帶起著顯著控制作用，影響煤與瓦斯突出地質(zhì)原因主要有煤層瓦斯含量與瓦斯壓力、地質(zhì)構(gòu)造與地應(yīng)力及煤層構(gòu)造特性等。突出常發(fā)生在地質(zhì)變化比較劇烈、地應(yīng)力較大地域，如褶曲向、背斜軸部和斷層破碎帶；煤質(zhì)松軟干燥且瓦斯含量多、壓力高就容易突出；開采深度愈大，煤層愈厚，傾角愈大，突出次數(shù)就愈多，突出強度也愈大；煤體受到外力震動、沖擊時，也容易發(fā)生突出。22/5110十月2023石門揭穿突出危險煤層防突措施石門揭煤地點一般是新礦井、新水平、新采區(qū)尚未被揭發(fā)地點，其瓦斯壓力、應(yīng)力都處于原始狀態(tài)。當(dāng)揭穿煤層時，工作面由堅硬巖層突然進入較松軟煤層，工作面前方集中應(yīng)力容易發(fā)生突然釋放，這些都為發(fā)生突出提供了必要有利條件。突出特點：強度大、瓦斯量大、波及面廣，危害嚴重。23/5110十月2023《煤礦安全規(guī)程》要求石門位置應(yīng)盡可能避免選擇在地質(zhì)變化區(qū)；掘進工作面距煤層10m以外時，最少打兩個穿透煤層全厚鉆孔，方便確切掌握煤層賦存條件和瓦斯情況；掘進工作面距煤層5m以外時，應(yīng)測定煤層瓦斯壓力；掘進工作面與煤層之間必須保持一定巖柱，急傾斜煤層為2m，緩傾斜及傾斜煤層為1.5m.24/5110十月2023石門揭穿突出危險煤層防突措施震動爆破或遠距離爆破抽放瓦斯和鉆孔排放水力沖孔和水力沖刷金屬骨架地面鉆井抽放25/5110十月2023震動爆破或遠距離爆破實質(zhì)：通過在掘進工作面實行爆破來揭開煤層，并且利用爆破產(chǎn)生強烈震動，來誘導(dǎo)煤和瓦斯突出。假如震動未能誘導(dǎo)突出，則強大震動力也能使煤體破裂，瓦斯得以排放，圍巖應(yīng)力得以釋放，從而達成預(yù)防突出目標。26/5110十月2023震動爆破或遠距離爆破震動爆破揭開煤層此前，瓦斯壓力不大于1MPa，不然采取鉆孔排放瓦斯使壓力減少，然后再實行爆破。27/5110十月2023《煤礦安全規(guī)程》對施工要求：1、所有炮眼必須一次起爆，炸開石門全斷面巖柱和煤層全厚；假如第一次震動爆破沒有全斷面揭開煤層，第二次爆破工作仍應(yīng)按震動爆破安全要求進行；2、只準使用帶食鹽被筒煤礦許用炸藥進行震動爆破；雷管事先要嚴格檢查和分組；使用毫秒雷管時，其總延期時間不超出130ms；裝藥后所有炮眼必須填滿炮泥。28/5110十月2023《煤礦安全規(guī)程》對施工要求：3、每次震動爆破都應(yīng)對巖柱性質(zhì)、厚度、眼數(shù)、眼位、裝藥量、聯(lián)線方式、起爆次序、爆破效果等作詳細統(tǒng)計，方便總結(jié)經(jīng)驗和分析；4、石門揭開突出危險煤層時，掘進工作面必須有獨立回風(fēng)系統(tǒng)，在其進風(fēng)側(cè)巷道中應(yīng)設(shè)置兩道結(jié)實反向風(fēng)門，回風(fēng)系統(tǒng)必須保持風(fēng)流通暢無阻；29/5110十月2023《煤礦安全規(guī)程》對施工要求：5、為了限制突出規(guī)模，人為地減少突出強度，可在距工作面4~5m地方構(gòu)筑木垛或金屬柵欄；6、當(dāng)發(fā)覺工作面巖層尤其破碎、地壓加大、巖柱崩落和壓出、瓦斯涌出量劇增、溫度迅速下降，以及產(chǎn)生震動聲響等異常現(xiàn)象時，應(yīng)立即停頓作業(yè)，人員撤離至安全地域；30/5110十月2023《煤礦安全規(guī)程》對施工要求：7、人員撤離范圍，應(yīng)根據(jù)突出危險程度和通風(fēng)系統(tǒng)而定。在有嚴重突出危險石門揭穿時，爆破工作應(yīng)在地面進行；爆破最少半小時后，由救護隊員進入工作面檢查，根據(jù)檢查成果，確定是否恢復(fù)送電、通風(fēng)等工作。31/5110十月2023注意：當(dāng)采取震動爆破而未能使石門工作面一次全斷面揭穿或揭開煤層，即留有門檻時，要高度警覺。由于這時強大爆破震動波打破了原有應(yīng)力平衡狀態(tài)，在其向新平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)化過程中，煤層中應(yīng)力極不穩(wěn)定，隨時都會發(fā)生突變，危險性極大。32/5110十月2023抽放瓦斯和鉆孔排放抽放瓦斯是借助于機械產(chǎn)生不大于大氣壓力負壓，加速突出危險煤層中瓦斯排放；鉆孔排放是在煤層打一定數(shù)量排放瓦斯鉆孔，靠突出煤層中瓦斯壓力，使瓦斯從鉆孔周圍深部煤層中不間斷地流向鉆孔，并通過鉆孔向大氣中擴散，從而達成在一定范圍內(nèi)形成卸壓帶，減少煤體中瓦斯壓力或緩和煤體壓力，預(yù)防煤和瓦斯突出目標。33/5110十月2023抽放瓦斯和鉆孔排放適用條件：適用于煤層松軟、透氣性較大中厚煤層。34/5110十月2023水力沖孔和水力沖刷水力沖孔是在石門巖柱未揭開之前，利用巖柱作安全屏障，向突出煤層打鉆，并利用射入高壓水，誘導(dǎo)煤和瓦斯從排煤管中進行小突出，這樣在煤體內(nèi)部就引發(fā)劇烈移動，在孔洞周圍形成卸壓帶，解除了煤體應(yīng)力擔(dān)心狀態(tài)，從而消除了煤與瓦斯突出危險。35/5110十月2023水力沖孔工藝流程36/5110十月2023水力沖刷借助高壓細射流，在已成鉆孔內(nèi)擴大鉆孔直徑，以提升鉆孔卸除應(yīng)力能力和提升鉆孔排放效果。37/5110十月2023金屬骨架金屬骨架避免突出原因有二：一是由于骨架支承了部分地壓及煤體本身重力，使煤體穩(wěn)定性增加；二是金屬骨架鉆孔起了排放瓦斯作用，使瓦斯壓力得到減少。38/5110十月2023適用條件：適用于急傾斜、厚度不大、松軟突出煤層（煤層厚度大時，骨架容易發(fā)生強烈彎曲，起不到支撐煤體作用），其主要作用是增加石門揭穿煤層時巷道上方煤層穩(wěn)定性和排除煤體中瓦斯。一般需要配合震動爆破一次揭開煤層。39/5110十月2023地面鉆井抽放從地面向含瓦斯煤層施工瓦斯抽放鉆井。適用于煤層裂隙發(fā)育較好、瓦斯含量高煤層。40/5110十月2023施工辦法用鉆機從地面施工直徑為200mm鉆井。根據(jù)地質(zhì)條件，當(dāng)鉆孔深度達成煤層與頂板交接處時，停頓施工（遇到煤層便立即停頓鉆進）。把直徑是100mm鋼管插入井中，用漿液進行澆注，將鋼管固定，且確保封固嚴密性。接高壓水或二氧化氮泡沫對煤體進行壓裂。為達成抽放效果，確保產(chǎn)氣量，可在使用水壓致裂法時充填石英砂。這樣能夠在直徑400m煤層范圍內(nèi)進行瓦斯預(yù)抽，有效地避免揭開石門時瓦斯突出。41/5110十月2023突出危險煤層巷道施工防突措施急傾斜突出煤層上山掘進突出危險煤層中掘進平巷42/5110十月2023急傾斜突出煤層上山掘進危險性極高，目前世界各國雖經(jīng)努力但仍未找到滿意辦法采取雙上山掘進，采取直徑在30mm以上鉆頭掘進，并加強支護。兩上山間聯(lián)系巷間距不要大于10m，并只準一種工作面工作。采取爆破作業(yè)時，炮眼深度不大于1m，并使用遠距離全斷面一次爆破。也可采取大直徑鉆孔先行穿透整個煤層，形成通風(fēng)系統(tǒng)，再刷大斷面。43/5110十月2023突出危險煤層中掘進平巷大直徑超前鉆孔震動爆破或深孔松動爆破前探支架煤層注水44/5110十月2023大直徑超前鉆孔在工作面前方始終保持一定數(shù)量（3