井巷工程第十节 软岩岩层巷道施工.ppt

本章主要内容 10．1 概述 10．2　软岩岩层巷道施工． 　　10．2．1 软岩巷道变形特征 　　l0．2．2 软岩巷道治理技术 　　10．2．3　软岩巷道支护技术 　 10．2．4 软岩巷迈支护实例 10．3 煤与瓦斯突出巷道施工 10．3．1 概述 10．3．2 石门揭穿突出危险煤层的防突措施 10．3．3 突出危险煤层巷迫施工防突措施。 10．1 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，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。 10．2 软岩岩层巷道施工 10．2．1 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。 10．2．2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 10．2．3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 10．3．1 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，