特殊巷道施工方法山科

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1、12021/9/9井巷工程第十章特殊巷道的施工方法22021/9/910特殊巷道的施工方法10.1概述10.2软岩岩层巷道施工10.3煤与瓦斯突出巷道施工32021/9/910.1概述软岩概念地质软岩：四种属性：松、散、软、弱。“松”，指岩石结构疏松、密度小，孔隙度大；“散”，则指岩石胶结程度很差或指未胶结的颗粒状；“软”，指岩石强度很低，塑性大或粘土矿物质易膨胀；“弱”，则指受地质构造的破坏，形成许多弱面，如节理、片埋、裂隙等破坏了原有的岩体强度，易破碎，易滑移冒落的不稳定。强度软岩：国际岩石力学协会，“25MPa”。工程软岩：何满潮教授，1993。42021/9/952021

2、/9/910.2软岩岩层巷道施工10.2.1软岩巷道变形特征⑴软岩巷道变形一般呈蠕变变形三阶段的规律，并具有明显的时间效应。⑵软岩巷道围岩变形具有明显的空间效应。⑶软岩巷道多表现为巷道四周受压，且为非对称性，不仅顶板下沉量大、易冒落，同时也有可能产生强烈的底鼓现象，并常伴随有两帮剧烈位移，引发两帮破坏、顶板坍落。尤其是黏土层，浸水崩解和泥化引起的底鼓更为严重。⑷软岩巷道自稳能力极差，变形对应力扰动和环境变化非常敏感。62021/9/972021/9/91）巷道围岩变形量的构成图10-1软岩巷道围岩变形量的组成围岩变形量组成：⑴掘巷引起的围岩变形量；⑵围岩流变引起的变形量；⑶巷道受

3、各种扰动引起的变形量。U0—掘巷引起的变形；v0t0—巷道流变量；∑ui—扰动和浸水引起的变形量。82021/9/92）影响软岩巷道围岩的自稳能力的因素⑴巷道的形状和尺寸；⑵地应力；⑶围岩体的残余强度；⑷施工工艺；⑸水的影响。92021/9/92）选择合理的巷道位置3）选择合理的巷道断面形状4）选择合理的破岩方法10.2.2软岩巷道治理技术5）采用合理的支护方案6）预防和治理底鼓7）加强水的治理8）加强巷道施工监测9）借鉴新奥法指导软岩巷道施工1）掌握详尽的地质资料102021/9/91）掌握详尽的地质资料井巷工程的特点是它们全部埋置在地下岩士体内，它的安全、经济和正常使用，都与

4、其所处的工程地质环境密切相关。由于巷道开挖破坏了岩土体的初始平衡条件，引起岩土体内应力重新分布，除少数地质条件特别优越，岩体强度能适应这种变化了的应力条件外.围岩常常会产生各种形式的变形、破坏，特别严重者可以一直影响到地表。因此，在矿井建设初期，要深人细致地进行工程地质勘察，查清基本地质、地形情况和岩体的基本工程特性，特别是工程地质和水文地质条件、地质构造情况、应力场状态以及主要岩层的岩性条件，获得需要的各种资料，最终对有关问题做出评价，并作为后期井巷工程布置、确定施工方案、编制施工措施的依据。112021/9/92）选择合理的巷道位置选择岩性稳定性好的岩层避开支承压力的影响（1

5、）避开移动支承压力的影响；（2）避开采场上下固定支承压力的影响；（3）布置在应力降低区或原岩应力区内。如图10-1所示。122021/9/9考虑巷道走向与最大地应力方向的关系以及与断层破碎带的关系。避免巷道空间上的重叠或密集交叉。3）选择合理的巷道断面形状4）选择合理的破岩法在软岩巷道中，破岩方法的选择应以保持围岩的整体、不破坏或少破坏巷道围岩为原则。主要采用光面爆破，机械破岩。巷道断面形状主要应根据地压的大小和方向来选择。若地压较小，选用直墙半圆拱形是合理的;若巷道周围均受到很大的压力，则以选择圆形巷道断面为宜;若垂直方向压力特别大而水平方向压力较小时，则选用直立椭圆形断面或近

6、似椭圆形断面是合理的;若水平方向压力特别大而垂直方向压力较小时，则选用曲墙或矮墙半圆拱带底拱，高跨比小于1的断面，或平卧椭圆形断面。132021/9/95）采用合理的支护方案原则：强化围岩、整体承载、允许变形、适当让压、控制巷道断面支护结构：“先柔后刚”，两次支护。初始支护应按照围岩与支架共同作用的原理，选用刚度适宜、具有一定柔性或可缩性支架。它既允许围岩产生一定量的变形移动，以发挥围岩自承能力，同时又能限制围岩发生过大的变形移动。可以采用锚喷支护、U形金属可缩性支架等。二次支护的作用在于进一步提高巷道的稳定性和安全性，应采用刚度较大的支护结构。可采用锚喷支护，砌碹。在喷射混凝土

7、中还应增加钢筋网和金属骨架，即构成锚喷网金属骨架联合支护结构。142021/9/9采用料石或混凝土块砌碹作为二次支护时，应选用异形料石或异形混凝土块作为砌体材料，图10-3是舒兰设计采用的异形混凝土块碹；图10-4是前屯煤矿使用的异形料石圆碹。152021/9/9162021/9/9采用料石和混凝上块砌碹，只要提高施工质量，调整砌块的规格，保证壁后充填密实，或在砌块之间加入可缩性木板，均能大大提高碹体的支护效果。在苏联、比利时等国支护软岩巷道，尤其是采深较大的巷道，常采用预制混凝