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1、,井巷工程10,本章主要内容,101 概述 102 软岩岩层巷道施工 1021 软岩巷道变形特征 l022 软岩巷道治理技术 1023 软岩巷道支护技术 1024 软岩巷迈支护实例 103 煤与瓦斯突出巷道施工 1031 概述 1032 石门揭穿突出危险煤层的防突措施 1033 突出危险煤层巷迫施工防突措施。,101 概述,随着煤炭的不断开采，浅部、易开采的煤层已所剩无几，大部分地区均已开采深部煤层或地质条件较复杂、地应力较大、较难以开采的煤层。软岩及高应力作用下的类软岩巷道也越来越多。煤层中由于瓦斯含量的增加及高地应力的作用，高瓦斯矿井及煤与瓦斯突出矿井的数量也逐渐增多，这些都给巷道支护带来
2、了新的的难题。对特殊岩层中巷道施工方法及支护的研究意义十分重大。,松软岩层巷道,松软岩层包括松、散、软、弱四种不同类型 松：指岩石结构疏松，密度小，孔隙度大； 散：指岩石胶结程度很差或有未胶结的颗粒； 软：指岩石强度低塑性大易膨胀等特点； 弱：指受地质构造的破坏，形成许多弱面，破坏了原有的岩石强度，易破碎，易滑移冒落等。 掘进容易，维护困难。,与浅部稳定地层相比，深部地层具有应力高、岩体松软、具有膨胀性、白稳能力极差等待点，如果揭开含瓦斯煤层时，常常会发生煤与瓦斯突出事故，对巷道施工安全构成严重威胁。通常将具有上述特点的巷道称为特殊巷道。 特殊巷道施工与维护中遇到的关键问题是虽然开挖比较容易，
3、但支护困难，维护更加固难，采用常规的施工方法、支扩形式和支护结构，往往不能奏效，从而造成施工成本提高，维护费用极高。由于特殊巷道闹岩体承载能力差，支护方式的选择受到限制，巷道的稳定控制极为困难，多数巷道处于多次返倍、多次扩刷和多次支护的困难境地。,102 软岩岩层巷道施工,1021 软岩巷道变形特征 软岩巷道升挖后最突出的特点就是围岩松动范围大，巷道围岩变形速度快，变形量大，往往在几天，甚至几小时内可达数十毫米到数百毫米的变形量。,软岩巷道的围岩变形具有以下特征：,(1)软岩巷迫变形一般呈现蠕变变形三阶段的规律，并具有明显的时间效应。因此，支护时必须根据这一特点，既要有控制，又允许软岩有一定变
4、形。 (2)软岩巷道围岩变形有明显的空间效应。 (3)软岩巷道多表现为巷道四周受压，巳为非对称性，顶板下沉、帮臌、底臌经常出现。 (4)软岩巷道白自稳能力极差，围岩变形对应力扰动和环境变化非常敏感。,1022软岩巷道治理技术,1 掌握详尽的地质资料 2 选择合理的巷道位置 3 选择合理的巷道断面形状 4 选择合理的破岩方式 5 采用合理的支护方案 6 预防和治理底臌 7 加强水的治理 8 加强巷道施工监测,1023软岩巷道支护技术,初始(一次)支护 软岩巷道开掘成形后，应立即进行一次文护。一次支护的主要目的在于加固围岩，提高其支承能力，同时应允许围岩在打效控制范围内释压变形，以适应软岩的力学特
5、征。因此，韧始文护应按照同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的支护结构。,二次支护 在围岩变形稳定后，为了保证巷道较长时间的稳定和服务期的安全，应当给巷道围岩提供最终支护强度和刚度，这就是二次文护，它同时起到安全储备的作用。 1)二次支护的时机50 2)二次支护的形式,新奥法施工 （New Austria Tunnel Method 简称NATM）,新奥法的理论基础是岩石力学围岩支架共同作用基本原理，其主要理念是调动围岩自身的承载能力，尽可能地控制围岩变形，防止围岩松动，以达到施工隧道的最大安全度和最好经济效果。,新奥法认为普通支架不能密贴围岩，自身刚度大而对软岩变形缺
6、乏让压性，材料消耗量多而支护效果差。采用喷射混凝土作为第一次支护时，喷射混凝土最能密贴围岩，充分利用围岩自身强度。喷层开裂并非坏事，而是表现出一定的让压性。必要时，第一次支护可加用锚杆或少量钢拱支架。第一次支护后，用仪器实测支护压力、应力、隧道表面位移及围岩内部位移。根据实测资料及理论分桥，合理地选用和设计第二次支护的材料、结构型式及规格尺寸。待隧道围岩位移速度稳定或减缓至一定程度后，再进行第二次支护。二次支护应体现出对残余围岩变形能的对抗作用，以保证最终断面符合设计要求。实际工作中，应重视隧道底板的处理。底板不稳就会牵动整体不稳，所以新奥法特别强调二次支护的封底的关键作用。二次支护后，仍继续
7、监测支护压力及围岩位移，必要时再进行支护调整。,10.3 煤与瓦斯突出巷道施工,1031 概述 煤与瓦斯突出是采煤或巷道施工过程中发生的严重自然灾害之一。它可在极短的时间内，由煤体内部间采场、巷道等采掘空间喷出大量的煤和瓦斯，突出物会逆风流充满数千米长的巷道，摧毁巷道内的设施；灾出的瓦斯会使人窒息，或引起瓦斯爆炸，造成严重的人员伤亡和矿共损毁事故。 四位一体：预测预报、防突措施、效果检验、安全防护,预防煤与瓦斯突出的措施,开采保护层 上保护层、下保护层 石门揭煤防突 震动爆破或远距离爆破揭穿 抽放瓦斯和钻孔排放 水力冲孔和水力冲刷 金属骨架 地面钻井抽放,全断面一次起爆 煤矿安全炸药 毫秒电雷管 爆破实施过程及效果记录 独立通风系统 限制突出规模 确保安全，有异常情况停止作业,1033 突出危险煤层巷道施工防突措施,10331 急倾斜突出煤层上山掘进 10332 突出危险煤层中掘进平巷 在突出危险煤层中掘进平巷时，成采用超前钻孔、松动爆破、前探支架、煤层注水或其他有效的防治突出措施。,工程实践表明，二次文护的最体时机是在一次文护巷道后2030d、变形一时间曲线出现稳定平缓拐点，阐片变形速度小于0.05mm/d。也就是要留有2030d的变形能释放期。二次支护与一次支护联合作用，比较好地解决了软岩巷道支护难题。 10,