过极复杂地质异常带安全施工技术实践

　　摘要：本文从安全管理及技术工作着手，采用了一些列针对性措施，通过在本巷道掘进施工中实践证明，取得了良好效果，对煤矿掘进过复杂地质异常带施工具有重要意义。
　　关键词：掘进；支护；地质异常；
　　1、概述
　　顾桥煤矿-780m水平南翼轨道大巷是连接中央区和南区的两条主要运输大巷之一，设计总长4270m。进入南翼构造密集区以来，先后过FD108-1、FD108-b、FD108、FD108-a、FD77、FD76等主要断层和次生断层，其中FD108-1和FD108两条主要断层最大落差达60m，FD108-a断层落差达20米，由于该巷道受FD95、FD108-1、FD108三条主要断层和该区域众多次生断层影响，构造发育，岩体异常破碎，常常伴有涌水现象。在断层带附近或陷落柱柱体中施工，时有出现大量瓦斯集中涌出现象；受构造运动和大埋深影响，围岩内部赋存了较高的原岩应力；相邻两条运输大巷相距仅30～40m，两者开挖扰动区相互叠加，更加剧了巷道开挖二次应力场形成后的应力集中程度。且断层及砂岩裂隙内储存有压力的水和瓦斯，同时小构造较发育，岩体受构造挤压现象明显，岩体强度很低，整体性差，压力大，来压快，淋水严重，地质条件十分复杂。异常带内主要采用架36U型钢支架支护，并同时进行喷浆、注浆、预注浆、打锚索等多种方式加强支护。
　　2、影响安全施工因素分析
　　在构造如此密集的地质异常带内施工，对安全生产和管理工作提出了更高的要求，更是严峻的考验。为确保在地质异常带内的安全施工，通过认真分析查找，认为影响安全施工的主要因素有以下几点：
　　（1）、由于地质构造破坏了岩层的完整性,层理节理发育,围岩极易破碎开裂，巷道来压快，压力显现十分明显，顶板山墙和高帮管理难度加大。
　　（2）、巷道所处围岩为不坚固岩层，具有强度小、易破碎、遇水易软化、支护困难等特性。加上断层及构造发育等自身原因对岩层造成的破坏,开挖后巷道的围岩强度大大降低,巷道稳定性系数远远超过极限值,巷道处于极不稳定状态。
　　（3）、已施工巷道的支护体处于开放结构状态，当巷道顶帮压力加大时,底板围岩应力集中,同时,巷道底板因受地下水和工程水的侵蚀,岩层强度急剧降低,表现为显著的底鼓现象,直接影响巷道顶帮的稳定,临时轨道铺设困难，给施工中的运输安全管理带来了很大难度。
　　3、安全生产施工主要措施
　　3.1、有效进行超前支护，加强顶板管理
　　由于巷道本身就处在地质异常带施工，岩性破碎，再加上掘进施工中的放炮震动，巷道压力在围岩松动的情况下就更加明显，尤其是处于断层带施工，极易发生顶板冒落和掉顶，给施工带来了很大的很全隐患。为此，我们采用了超前撞楔和超前锚杆进行临时支护的方式，撞楔采用Φ25㎜的圆钢加工，长度不少于2500mm，同时加打超前锚杆，锚杆规格：Φ22×2500㎜，撞楔和超前锚杆沿巷道拱部按200～300mm间距进行布置，角度不超过30°，这样，在放炮后，撞楔的一端担在架好的棚梁上，另一端担在迎头的实体里，对顶板实现了切实有效的支护作用。
　　
　　3.2、积极做好帮部临时防护，做好高帮管理
　　岩性整体破碎，在施工中仅仅做好顶板管理还是远远不够的，巷道的掘进断面高度较高，要在施工中杜绝帮部掉矸、片帮等现象的发生，必须加强对帮部的管理。具体做法是：在顶梁架好，矸石倒尽，找尽工作面及帮部浮矸危岩后，每帮利用两根4米长的两寸钢管固定在已施工的棚腿上，伸至迎头，圆钢与棚腿间的固定采用φ25mm圆钢加工的U型钩，并用木楔刹紧。然后在固定好的钢管上挂上钢筋网片进行临时支护，钢筋网采用14#铁丝连接，并将钢筋网与钢管间用木楔刹实，在钢管和钢筋网的掩护下挖腿窝，栽棚腿，栽好棚腿后及时拆除，并在帮部接实腰紧后及时打护帮锚杆进行加固支护，使用锚杆规格：Φ20×2000㎜。
　　3.3、对工作面采取临时支护，防止山墙片帮、掉矸
　　地质异常带施工，岩石破碎，迎头工作面管理也同样十分重要，为防止工作面掉矸、垮落，我们主要从敲邦问顶和临时支护两方面入手。在施工过程中，打眼前、装药前、挖腿窝栽棚腿前都严格执行敲帮问顶制度，并将找顶动态化，在施工中根据现场情况，随时找尽浮矸危岩，杜绝了工作面掉矸的不安全因素。临时支护主要是采用锚网的方法，支护范围从顶板一直至拱基线以下,每循环不小于14根锚杆、7块网片,锚杆必须紧贴岩面。锚杆规格：Φ20×2000㎜,钢筋网规格：Φ6.5×1700×900㎜。动态的敲帮问顶和临时锚网支护在工作面管理中的混合使用，消除了因岩石破碎带来的安全隐患，确保了安全施工。
　　3.4、进行迎头预注浆、加打锚索等多种措施加强支护
　　对于巷道顶板压力特别大、岩石十分破碎、淋水严重区域，为了保证施工安全，首先对巷道轮廓线部分危岩进行注浆加固，再掘架施工，并在施工后及时对巷道进行喷、注浆，并同时进行加打锚索加固支护。具体施工方法：预注浆沿迎头巷道轮廓线按30°夹角凿孔，间距1米，从拱基线开始向顶板布置，孔深4米，下2米注浆管，注浆终压不小于2.0MPa。预注浆结束后，对已施工的巷道进行注浆加固，按浅孔、深孔间隔注浆，注浆顺序先浅孔后深孔，浅孔3米，深孔8米，喷浆、注浆结束后再继续向前掘架施工，每个循环为3米。同时在注浆加固的基础上，全断面打锚索加固，锚索布置5根每排，排距1.0m，锚索规格：φ22×6300mm，锚索的预应力不小于120KN，滞后迎头不超过20米。通过注浆，浆液经扩散、凝固、硬化增加了围岩的强度和稳定性，达到了破碎岩石加固和堵水的目的，同时通过加打锚索，进一步增加了围岩的整体性和承载能力，有效控制了棚架的变形。
　　3.5、其它安全管理措施
　　施工中，为防止棚卡断裂伤人，对棚子和棚卡变形严重的区域，采用废旧皮带覆盖，并用8#铁丝将皮带与棚子连接牢固，防止棚卡崩断弹出伤人。其次，对于巷道压力大，底鼓严重，铺轨难得问题，车场按异常带临时轨道标高进行铺设，一定程度上减小了巷帮来压，同时也减小了底鼓量。
　　4、总结
　　通过有针对性地采取一些列有效措施，保证该巷道在极复杂地质异常内的安全高效快速施工，在地质异常带内施工近千米，未发生一起工伤事故和冒顶事故，取得了丰富的安全效益和经济效益，对类似工程施工具有很强的现实指导意义。

《过极复杂地质异常带安全施工技术实践》

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