1、地質構造區巷道掘進及回采圍巖控制技術地質構造區巷道掘進及回采圍巖控制技術1.地質構造區巷道掘進及回采圍巖破壞機理分析在沒有開挖工程擾動的情況下，地質構造區巖體處于原始平衡狀態，巷道掘進和采場的回采，打破了原始平衡狀態，導致地應力的釋放，從而引起巖體的變形和向自由面的位移，引起巷道和圍巖應力的重新分布。圍巖的過量位移和應力集中，將導致圍巖部分或整體的失穩和破壞，這就是地壓發生的過程和機理。地壓和巖體的受力狀態、巖體構造和質量、巖體物理力學性質、工程地質條件以及時間等因素有關。地壓顯現可以表現為各種不同的形式，如巖石變形、微觀或宏觀破裂、巖層挪動、巷道底臌、片幫、冒頂、斷面收縮、支架破壞、采場震落

2、等。1.1地質構造區的概念地質構造是指地殼中的巖層地殼運動的作用發生變形與變位而遺留下來的形態。地質構造作用是指主要由地球內部能量引起的地殼或巖石圈物質的機械運動的作用。它使巖石發生變形的主要類型是褶皺和斷裂，使巖石發生變位的方式有程度運動和升降運動。對于一個詳細礦床，中選擇了合理的采礦方法后，就要從地面掘進一系列巷道通達礦體，適當地采出有用礦物。當巷道掘進和礦體回采揭露地質破碎帶時，常出現圍巖垮落、巷道冒頂等平安事故。因此，對地質構造區圍巖、巷道確定合理的支護方案，顯得尤為重要。1.2與巖層有關的地質構造區巷道開挖位置一旦確定，其圍巖構造狀態就不再改變，地質構造區的巖層即為巷道維護的關健部位

3、；另外，回采處于地質破碎帶上的礦體時，常出現圍巖跨落，采場頂板塌方等平安事故，必需對圍巖和頂板采用適當的維護和加固措施。2.地質構造區巷道掘進及回采圍巖支護技術關健技術手段研究2.1探測技術根據的地質資料，利用瑞利波探測儀，對可能出現地質構造區的巖層進展超前探測，分析探測區域內明顯地質異常，明確地質異常屬性、賦存位置，掌握構造帶準確位置。當巷道掘進、礦塊回采至構造區域破碎帶一定間隔 時，施工破碎圍巖巷道快速通過，對即將回采礦塊時采取相應的控制技術。2.2錨、注支護技術從巷道圍巖的支護和采場頂板及圍巖的維護的全過程出發，考慮開挖后礦體或圍巖對支護的動態力學響應。我們采用的巷道圍巖及采空區控制技術

4、，是將圍巖及采空區看作傳遞和產生載荷的介質，同時也與各種在其內部或外部支撐的支護構造物構成統一的、互相作用的共同承載體1。通過注漿錨桿將破碎圍巖注漿加固與打設全長錨固錨桿兩種加固手段以及操作工藝流程有機結合，使注、錨一體化。2.2.1錨注支護加固機理(1)注漿錨桿注漿后，漿液封堵了圍巖或礦體的裂隙，隔絕了空氣，可以防止巖石風化，且能防止巖石被水浸濕后巖石本身的強度降低。(2)注漿錨桿注漿后將松散破碎的巖石膠結，形成整體，進步了巖體的內聚力、內摩擦角及彈性模量，從而進步了巖體強度，其力學性能得到改善和進步，可以實現利用圍巖或采場未采礦體本身作為支護構造的一部分。(3)注漿錨桿注漿后使得噴層壁后充

5、填密實，這樣保證荷載能均勻地作用在噴層和支架上。防止出現應力集中點而首先破壞。(4)利用注漿錨桿注漿充填巖體裂隙，配合錨噴支護，可以形成一個多層有效組合拱，即噴網組合拱、錨桿壓縮區組合拱及漿液擴散加固拱，使巷道圍巖或采場未采礦體膠結成拱形連續體加固圈，擴大了支護構造的有效承載范圍，使圍巖沿徑向擠壓的圍巖壓力轉換成切向壓力，防止圍巖松動范圍進一步擴展。(5)注漿后，使得作用到頂板上的壓力能有效傳遞到幫，通過對兩幫的加固，又能把荷載傳到底板。由于組合拱厚度的加大，這樣又能減小作用在底板上的荷載集中度，從而減小底板巖石中的應力，兩幫穩定的情況下又能保持拱頂的穩定；頂板的穩定不僅僅取決于頂板荷載，在非

6、破碎帶中關鍵取決于兩幫的穩定，因此注漿支護的又一個重點就是保證兩幫與底板的穩定，從而保證整個支護構造的穩定。(6)注漿錨桿本身為全長錨固的錨桿，通過注漿也使端錨的普通錨桿變成全長錨固錨桿，從而將多層組合拱聯成一個整體，共同承載，進步了支護構造的整體性。(7)注漿使锝支護構造面尺寸加大，圍巖作用在支護構造上的荷載所產生的彎距減少，從而降低了支護構造中產生的拉應力和壓應力，因此能承受更大的荷載，進步了支護構造的承載才能，擴大了支護構造的適應性。(8)注漿后的圍巖整體性好，與原巖形成一個整體，從而能在構造應力作用下保持穩定而不易產生破壞2，3。2.2.2錨、注支護相關技術研究通過錨噴支護，在掘進巷道

7、和回采圍巖外表形成噴層，改善了圍巖與支架的受力狀態，及時向圍巖提供了支護抗力pi徑向力，使圍巖表層巖體由未支護時的二向受力狀態變為三向受力狀態，進步了圍巖強度，噴層的力學作用如下列圖所示：噴層的力學作用及莫爾圓噴層發揮自身對變形的調節作用逐漸與圍巖協調變形，從而改變了圍巖的受力狀態，降低了圍巖的壓力，充分發揮圍巖自承才能。2.2.3錨、注支護施工工藝氣動雙液注漿泵是錨注支護的關健設備。由于它具有使用輕便，環境適應力強，操作簡單等優點，是目前井下注漿的理想設備。水泥、水玻璃雙液漿加固定比例的特種圍巖加固注漿泵以凝固速度快，本錢低的特點，在礦井裂隙堵水治理中獲得了廣泛應用。通過對不同比例、材質的水

8、泥、水玻璃漿液配比試驗，最終確定硅酸鹽水泥與水玻璃的合理配比，該漿液能在可挖時間內凝固，到達控制注漿范圍，迅速膠結破碎圍巖的效果。3.地質構造區巷道掘進及回采圍巖支護技術應用情況地質構造復雜區域的開采、巷道圍巖控制是影響礦井平安高效消費的主要制約因素。錨、注支護技術，在許多礦山長期應用。為礦區深部巷道快速掘進及采場回采頂板和圍巖控制解決了實際問題，以最少的本錢、工期投入，獲得了非常理想的效果，4.錨、注支護技術中應注意的問題(1)當地質破碎帶在巷道掘進和采場回采被揭露出來時，為防止圍巖和頂板大面積跨落、冒頂等平安事故的發生，應在盡量短的時間內，先撬除頂板與兩幫的浮石，對頂板與圍巖打錨桿、注漿，從根本上改變圍巖力學特性，減少圍巖變形，進步自承才能。(2)要對注漿材料(水泥、水玻璃)的質量把關，選用符合要求、優質的水泥和水玻璃，以保證注漿后，能迅膠結破碎區圍巖。(3)要合理把握錨桿的施工網度，建議排距為0.8米，間距為1米。前排錨桿與后排錨桿穿插布置，建議使用的錨桿長度在2米以上。綜上所述，錨、注支護技術在