特殊巷道的施工方法

10十月2023特殊巷道施工办法主要内容

软岩巷道施工

煤与瓦斯突出巷道施工

重点内容

施工办法选择难点内容

施工办法选择1/5110十月2023软岩巷道施工软岩巷道变形及压力特性选择合理巷道位置巷道断面形状选择破岩方式选择支护方式和构造选择预防和治理底鼓加强水治理加强巷道施工监测2/5110十月2023软岩巷道变形及压力特性1、围岩变形有显著时间效应早期来压快，变形量大，如不及时控制，很快就会冒顶、巷道破坏。假如不采取适应软岩大变形特点刚性支架，支架很快就会被压坏。支护时既要有控制，又要允许软岩有一定变形。3/5110十月2023软岩巷道变形及压力特性2、围岩变形有显著空间效应

围岩在距工作面一倍宽以远地方基本上不受掘进工作面影响；采深对软岩巷道稳定和变形影响随采深增加而增大，其影响度远大于岩石硬度；软岩巷道变形有显著方向性。4/5110十月2023软岩巷道变形及压力特性3、软岩巷道多体现为巷道四周受压，且为非对称性

不但顶板下沉量大、易冒落，同步也有也许产生强烈底鼓现象，并常伴随有两帮剧烈位移，引发两帮破坏、顶板冒落。5/5110十月2023软岩巷道变形及压力特性4、软岩巷道自稳能力极差，围岩变形对应力扰动和环境变化非常敏感当软岩巷道受邻近开掘或修复巷道、水浸蚀、爆破震动以及采动等影响时，都会引发围岩变形急剧增加。巷道自稳能力一般与岩性、断面形状有关。6/5110十月2023松软围岩自稳时间一般很短，有顶板一暴露立即冒落。围岩自稳能力主要与围岩暴露面形状、面积大小、岩体残余强度和原岩应力及施工工艺等原因有关。因此把握软岩变形特性，合理确定巷道位置、掘进方式及支护措施等，对充足利用围岩与支护互相作用，提升巷道围岩自稳时间，减少巷道掘进和维护费用、提升经济效益有一定意义。7/5110十月2023选择合理巷道位置1、尽可能把巷道布置在强度大、遇水膨胀性小、地质构造和水文条件简单、岩性比较坚硬岩层内。2、主要巷道走向尽可能与最大地应力方向平行而不要垂直，一般应绕避断层，尽可能避免与断层、软弱夹层、节理方向平行或小夹角相交，若实在不能绕避，则应尽可能使巷道轴向与其走向间成45－60度角。8/5110十月2023选择合理巷道位置3、尽可能避免巷道在空间上重合、密集交叉，硐室群施工应视所处工程地质等条件，考虑施工对巷道稳定性影响，优选最佳施工次序。4、应使主要巷道免受采动压力影响。

最佳把巷道布置在应力减少区或原岩应力区。9/5110十月2023选择合理巷道断面形状由于松软岩层地质情况非常复杂，巷道支护不单纯受岩层重力作用，有时周围都受到很大膨胀压力。有时巷道侧压比顶压大几倍。若采取常规直墙半圆拱或三心拱形断面显然难以适应，往往造成巷道破坏和失稳。因此，合理选择断面形状对维护松软岩层巷道稳定尤为主要。10/5110十月2023断面形状主要应根据地压大小和方向来选择地压较小：直墙半圆拱形；周围均受较大压力：圆形断面；垂直方向压力尤其大而水平方向压力较小：直立椭圆形断面或近似椭圆形断面；水平方向压力尤其大而垂直方向压力较小：曲墙或矮墙半圆拱带底拱，高跨比不大于1断面，或平卧椭圆形断面。11/5110十月2023选择合理破岩办法以保持围岩整体性、不破坏或小破坏巷道围岩为标准。如条件允许，优选全断面机械破岩；其次，风镐破岩；再次，爆破破岩，采取光面爆破。12/5110十月2023采取合理支护方案“强化围岩、整体承载、允许变形、合适让压、控制巷道断面”标准，通过支护来加强巷道围岩整体性，并提升巷道围岩整体承载性能；通过支护来抵制压力、释放压力，控制巷道整体变形。支护构造应有“先柔后刚”特性，一般需要二次支护。13/5110十月2023预防和治理底鼓巷道底板向上隆起现象称为底鼓。

14/5110十月2023巷道底鼓类型及机理（1）挤压流动性底鼓；（2）挠曲褶皱性底鼓；

（3）遇水膨胀性底鼓；（4）剪切错动性底鼓。15/5110十月2023底鼓防治（1）砌筑底拱；（2）底板打锚杆；（3）底板钻眼、松动爆破，然后注浆加固底板办法避免底鼓。16/5110十月2023加强水治理水对软弱巷道围岩影响尤其主要，地下水赋存与活动，既影响围岩应力状态，又影响围岩强度，进而影响巷道稳定。17/5110十月2023加强巷道施工监测在松软岩层巷道采取锚喷支护，一定要配合进行量测监控，方便及时调整支护参数，尤其对巷道围岩收敛变形应当尤其重视，可用收敛计量巷道收敛变形，亦可用水准仪测量顶板下沉量和底鼓量；用多种多点式位移计量测岩层内不一样深度位移，从而能够算出位移速度。通过这些量测数据，有助于评价围岩稳定程度，能够论证各设计参数是否合理，也是修改设计和确定二次支护时间根据。18/5110十月2023加强巷道施工监测锚杆锚固力可用中空千斤顶式锚杆拉力计来量测。锚杆应力状态，可用专门设计空心“锚杆”（它构造是聚氯乙烯塑料管内壁用101号胶粘贴电阻片）来测定，以检查锚杆不一样深度处受力状态，从而能推知围岩内应力重新分布情况，进而可调整锚杆设计参数。19/5110十月2023加强巷道施工监测对于主要工程大断面巷道，还要进行接触应力量测，可采取电阻应变砖和钢弦压力盒等测试元件。根据测量成果，能够理解喷层受力状态，有助于设计喷射混凝土厚度。地应力特大矿区，还应量测构造应力场，这对巷道合理布置，减轻地应力对巷道支护破坏影响具有主要意义。理论和实践证明，巷道沿最大主应力作用方向布置比较有利，假如巷道走向垂直最大主应力作用方向，则巷道围岩中受力变形现象比较严重，易使巷道稳定状态恶化，造成失稳破坏。20/5110十月2023煤与瓦斯突出巷道施工石门揭穿突出危险煤层防突措施突出危险煤层巷道施工防突措施21/5110十月2023煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出是一种复杂瓦斯动力现象。从瓦斯地质学角度看，地质条件对煤与瓦斯突出分辨别带起着显著控制作用，影响煤与瓦斯突出地质原因主要有煤层瓦斯含量与瓦斯压力、地质构造与地应力及煤层构造特性等。突出常发生在地质变化比较剧烈、地应力较大地域，如褶曲向、背斜轴部和断层破碎带；煤质松软干燥且瓦斯含量多、压力高就容易突出；开采深度愈大，煤层愈厚，倾角愈大，突出次数就愈多，突出强度也愈大；煤体受到外力震动、冲击时，也容易发生突出。22/5110十月2023石门揭穿突出危险煤层防突措施石门揭煤地点一般是新矿井、新水平、新采区尚未被揭发地点，其瓦斯压力、应力都处于原始状态。当揭穿煤层时，工作面由坚硬岩层突然进入较松软煤层，工作面前方集中应力容易发生突然释放，这些都为发生突出提供了必要有利条件。突出特点：强度大、瓦斯量大、波及面广，危害严重。23/5110十月2023《煤矿安全规程》要求石门位置应尽可能避免选择在地质变化区；掘进工作面距煤层10m以外时，最少打两个穿透煤层全厚钻孔，方便确切掌握煤层赋存条件和瓦斯情况；掘进工作面距煤层5m以外时，应测定煤层瓦斯压力；掘进工作面与煤层之间必须保持一定岩柱，急倾斜煤层为2m，缓倾斜及倾斜煤层为1.5m.24/5110十月2023石门揭穿突出危险煤层防突措施震动爆破或远距离爆破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25/5110十月2023震动爆破或远距离爆破实质：通过在掘进工作面实行爆破来揭开煤层，并且利用爆破产生强烈震动，来诱导煤和瓦斯突出。假如震动未能诱导突出，则强大震动力也能使煤体破裂，瓦斯得以排放，围岩应力得以释放，从而达成预防突出目标。26/5110十月2023震动爆破或远距离爆破震动爆破揭开煤层此前，瓦斯压力不大于1MPa，不然采取钻孔排放瓦斯使压力减少，然后再实行爆破。27/5110十月2023《煤矿安全规程》对施工要求：1、所有炮眼必须一次起爆，炸开石门全断面岩柱和煤层全厚；假如第一次震动爆破没有全断面揭开煤层，第二次爆破工作仍应按震动爆破安全要求进行；2、只准使用带食盐被筒煤矿许用炸药进行震动爆破；雷管事先要严格检查和分组；使用毫秒雷管时，其总延期时间不超出130ms；装药后所有炮眼必须填满炮泥。28/5110十月2023《煤矿安全规程》对施工要求：3、每次震动爆破都应对岩柱性质、厚度、眼数、眼位、装药量、联线方式、起爆次序、爆破效果等作详细统计，方便总结经验和分析；4、石门揭开突出危险煤层时，掘进工作面必须有独立回风系统，在其进风侧巷道中应设置两道结实反向风门，回风系统必须保持风流通畅无阻；29/5110十月2023《煤矿安全规程》对施工要求：5、为了限制突出规模，人为地减少突出强度，可在距工作面4~5m地方构筑木垛或金属栅栏；6、当发觉工作面岩层尤其破碎、地压加大、岩柱崩落和压出、瓦斯涌出量剧增、温度迅速下降，以及产生震动声响等异常现象时，应立即停顿作业，人员撤离至安全地域；30/5110十月2023《煤矿安全规程》对施工要求：7、人员撤离范围，应根据突出危险程度和通风系统而定。在有严重突出危险石门揭穿时，爆破工作应在地面进行；爆破最少半小时后，由救护队员进入工作面检查，根据检查成果，确定是否恢复送电、通风等工作。31/5110十月2023注意：当采取震动爆破而未能使石门工作面一次全断面揭穿或揭开煤层，即留有门槛时，要高度警觉。由于这时强大爆破震动波打破了原有应力平衡状态，在其向新平衡状态转化过程中，煤层中应力极不稳定，随时都会发生突变，危险性极大。32/5110十月2023抽放瓦斯和钻孔排放抽放瓦斯是借助于机械产生不大于大气压力负压，加速突出危险煤层中瓦斯排放；钻孔排放是在煤层打一定数量排放瓦斯钻孔，靠突出煤层中瓦斯压力，使瓦斯从钻孔周围深部煤层中不间断地流向钻孔，并通过钻孔向大气中扩散，从而达成在一定范围内形成卸压带，减少煤体中瓦斯压力或缓和煤体压力，预防煤和瓦斯突出目标。33/5110十月2023抽放瓦斯和钻孔排放适用条件：适用于煤层松软、透气性较大中厚煤层。34/5110十月2023水力冲孔和水力冲刷水力冲孔是在石门岩柱未揭开之前，利用岩柱作安全屏障，向突出煤层打钻，并利用射入高压水，诱导煤和瓦斯从排煤管中进行小突出，这样在煤体内部就引发剧烈移动，在孔洞周围形成卸压带，解除了煤体应力担心状态，从而消除了煤与瓦斯突出危险。35/5110十月2023水力冲孔工艺流程36/5110十月2023水力冲刷借助高压细射流，在已成钻孔内扩大钻孔直径，以提升钻孔卸除应力能力和提升钻孔排放效果。37/5110十月2023金属骨架金属骨架避免突出原因有二：一是由于骨架支承了部分地压及煤体本身重力，使煤体稳定性增加；二是金属骨架钻孔起了排放瓦斯作用，使瓦斯压力得到减少。38/5110十月2023适用条件：适用于急倾斜、厚度不大、松软突出煤层（煤层厚度大时，骨架容易发生强烈弯曲，起不到支撑煤体作用），其主要作用是增加石门揭穿煤层时巷道上方煤层稳定性和排除煤体中瓦斯。一般需要配合震动爆破一次揭开煤层。39/5110十月2023地面钻井抽放从地面向含瓦斯煤层施工瓦斯抽放钻井。适用于煤层裂隙发育较好、瓦斯含量高煤层。40/5110十月2023施工办法用钻机从地面施工直径为200mm钻井。根据地质条件，当钻孔深度达成煤层与顶板交接处时，停顿施工（遇到煤层便立即停顿钻进）。把直径是100mm钢管插入井中，用浆液进行浇注，将钢管固定，且确保封固严密性。接高压水或二氧化氮泡沫对煤体进行压裂。为达成抽放效果，确保产气量，可在使用水压致裂法时充填石英砂。这样能够在直径400m煤层范围内进行瓦斯预抽，有效地避免揭开石门时瓦斯突出。41/5110十月2023突出危险煤层巷道施工防突措施急倾斜突出煤层上山掘进突出危险煤层中掘进平巷42/5110十月2023急倾斜突出煤层上山掘进危险性极高，目前世界各国虽经努力但仍未找到满意办法采取双上山掘进，采取直径在30mm以上钻头掘进，并加强支护。两上山间联系巷间距不要大于10m，并只准一种工作面工作。采取爆破作业时，炮眼深度不大于1m，并使用远距离全断面一次爆破。也可采取大直径钻孔先行穿透整个煤层，形成通风系统，再刷大断面。43/5110十月2023突出危险煤层中掘进平巷大直径超前钻孔震动爆破或深孔松动爆破前探支架煤层注水44/5110十月2023大直径超前钻孔在工作面前方始终保持一定数量（3