平巷掘進(jìn)中不穩(wěn)固巖層的處理方法

張孝東

摘 要：由于在施工過程中，會(huì)遇到各種不同的特殊地質(zhì)（斷層破碎帶、流沙層、淤泥層、礫石層等），這些不同的特殊地質(zhì)如果處理不好，會(huì)引起各種地質(zhì)災(zāi)害，給人民生活和生產(chǎn)造成巨大的傷害，因此平巷在掘進(jìn)過程中，需要采取正確的施工方法，必要的時(shí)候還需采用特殊的施工方法，配置專業(yè)的技術(shù)人員，同時(shí)，進(jìn)一步在安全控制技術(shù)措施上作出相應(yīng)地分析調(diào)整，采取更完善的處理方法和措施，更好地為以后相關(guān)研究工作提供一定的依據(jù)和指導(dǎo)價(jià)值，以期產(chǎn)生更好地經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：不穩(wěn)定巖層 平巷掘進(jìn) 施工方法 安全控制 經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號(hào)：TD235.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）10（c）-0046-01

在我國(guó)金屬礦山及煤礦開采的施工過程中，采用平巷掘進(jìn)的方法占所有方法的比例是非常大的，在現(xiàn)階段采用平巷掘進(jìn)進(jìn)行施工主要還是使用鑿巖爆破法，但是隨著遇到的地質(zhì)等現(xiàn)狀條件不斷改變，就需要對(duì)傳統(tǒng)的鑿巖爆破法進(jìn)行改革，因?yàn)樵撐木屯ㄟ^分析現(xiàn)階段不同的掘進(jìn)方法，以期為以后的選擇提供一種參考。

1 不穩(wěn)固巖層對(duì)施工的危害

1.1 不穩(wěn)定巖層的特征

不穩(wěn)定巖層的特征主要有巖體松軟（破碎）及承載力低等特征。在進(jìn)行施工時(shí)，不穩(wěn)定巖層會(huì)對(duì)平巷造成危害，大致分為擠壓變形（冒頂）、片幫及流體狀等危害。

1.2 不穩(wěn)定巖層的分類

不穩(wěn)定巖層由于其不同的結(jié)構(gòu)及物理力學(xué)性質(zhì)，大致可以有以下幾類：（1）中等穩(wěn)固巖層：該巖層由于其節(jié)理裂隙發(fā)育及整體強(qiáng)度低，在開挖后大致有一段穩(wěn)定期，然后就會(huì)出現(xiàn)片幫、冒頂?shù)任：ΜF(xiàn)象。（2）破碎巖層：該巖層單體強(qiáng)度較高，整體容易破碎，在開挖后一直就會(huì)處于不穩(wěn)定狀態(tài)。（3）流沙、礫石巖層：該巖層主要是由流沙及礫石等松散體堆積（膠結(jié)）而形成的。（4）砂質(zhì)粘土、淤泥等軟弱巖層。（5）風(fēng)化巖層：該巖層主要為暴露后易水蝕、風(fēng)化而出現(xiàn)不穩(wěn)定等病害。

1.3 不穩(wěn)定巖層對(duì)施工的危害

巷道在掘進(jìn)過程中，當(dāng)其穿過不穩(wěn)定巖層時(shí)，砌體邊墻會(huì)向巷道中間擠入，這時(shí)砌體邊墻及拱頂就出現(xiàn)裂紋甚至垮塌等問題，進(jìn)一步巷道底板也會(huì)出現(xiàn)底鼓等病害，會(huì)造成鐵道拉斷（變形），機(jī)車跳道、巷道積水等嚴(yán)重的現(xiàn)象，這樣就會(huì)給安全生產(chǎn)帶來非常大的隱患。

2 不穩(wěn)定巖層需要的施工方法

不同類型的不穩(wěn)定巖層，其產(chǎn)生危害方式和程度也會(huì)不一樣，通過調(diào)查分析研究，其主要有以下幾種施工方法，具體如下。

2.1 掩護(hù)筒法

掩護(hù)筒法是由撞楔法演變而來的一種運(yùn)用廣泛的施工方法，其做法為用金屬材料制成的一個(gè)圓形整體筒，整體筒里面裝有液壓千斤頂，該千斤頂壓在已經(jīng)處理過的砌體上，其可以借助千斤頂?shù)牧α浚瑢⑵溥M(jìn)入到巖層中，然后在其穩(wěn)固的情況下，砌筑永久支架，伴隨著永久支架不斷向前砌筑，掩護(hù)筒也就向前一步步推進(jìn)。

2.2 超前錨桿支護(hù)

在破碎程度較嚴(yán)重或塌方區(qū)有較多大塊礫石的不穩(wěn)定巖層時(shí)，撞楔法施工起來就會(huì)比較困難，在這種情況下就應(yīng)該考慮鋼拱架加超前錨桿支護(hù)的施工方法。

2.3 注漿法施工

巷道在掘進(jìn)中，當(dāng)其穿過裂隙含水層、破碎帶及冒落區(qū)等不穩(wěn)定巖層時(shí)，可以通過對(duì)工作區(qū)域進(jìn)行注漿的方法來處理堵水或加固。

2.4 懸拱法施工

懸拱法主要運(yùn)用在連續(xù)式馬口開挖、懸拱等施工方法中，通過調(diào)查分析，結(jié)合現(xiàn)在成功的案列，可以證明，再不穩(wěn)定巖層中平巷掘進(jìn)過程中，懸拱法直接有效的施工方法，在斷面較大時(shí)，懸拱法可行性和實(shí)用性就可以體現(xiàn)的更加直接明了。

3 平巷掘進(jìn)安全技術(shù)控制措施

由于不穩(wěn)定巖層產(chǎn)生的危害較大，需要在其施工過程中，采取相應(yīng)的措施來保證安全，通過調(diào)查分析研究，其主要有以下幾種控制措施，具體如下。

3.1 合理選擇鑿巖設(shè)備

根據(jù)不同的不穩(wěn)定巖層的特點(diǎn)選擇合理鑿巖設(shè)備，是直接影響著平巷掘進(jìn)機(jī)械化作業(yè)水平。在現(xiàn)階段，鑿巖設(shè)備主要采用的是液壓鑿巖臺(tái)車，該臺(tái)車主要有著功率大、鉆速快、在大斷面巷道的區(qū)域里面可以打任何位置的炮眼等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)其還有相應(yīng)的特點(diǎn)：（1）效率高、電能耗小；（2）沖擊功大、鑿速快；（3）工作參數(shù)容易調(diào)節(jié)；（4）釬桿壽命長(zhǎng)；（5））噪音小；（6）工作環(huán)境污染小。

3.2 改進(jìn)相關(guān)技術(shù)結(jié)構(gòu)參數(shù)

相關(guān)技術(shù)結(jié)構(gòu)參數(shù)主要體現(xiàn)在爆破參數(shù)上，下面就主要分析爆破參數(shù)上，爆破工作的主要改進(jìn)特點(diǎn)主要有增加孔深、擴(kuò)大孔徑、減少孔數(shù)、改進(jìn)平行孔掏槽和光面爆破等一些列的特點(diǎn)。通過對(duì)這些特點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，可以進(jìn)一步提高鑿巖效率，同時(shí)減少輔助鑿巖時(shí)間，提高出碴效率，進(jìn)而減少掘進(jìn)成本。

3.3 全面推廣應(yīng)用噴錨支護(hù)

近幾年來，國(guó)內(nèi)外在錨桿型式和安裝施工方面做了大量的研究工作，對(duì)于一些穩(wěn)固性較差同時(shí)其還得必須進(jìn)行支護(hù)的不穩(wěn)定巖層，噴錨支護(hù)就直接影響著掘進(jìn)速度。

3.4 加強(qiáng)施工組織管理

通過對(duì)平巷掘進(jìn)的施工技術(shù)組織管理進(jìn)行加強(qiáng)，其可以快速提高掘進(jìn)速度與工效，對(duì)施工進(jìn)度的控制具有重要的指導(dǎo)價(jià)值。平巷掘進(jìn)所需要的裝備的機(jī)械自動(dòng)化化程度也高，其要求施工技術(shù)人員組織管理水平也就愈高。在操作相關(guān)設(shè)備前，操作技術(shù)控制人員需要進(jìn)行嚴(yán)格的崗前技術(shù)培訓(xùn)，提高其自身相應(yīng)技術(shù)水平。

4 結(jié)論

在巖體中，不穩(wěn)定巖層是最沒有規(guī)律的，該不穩(wěn)定巖層因?yàn)槠湮恢玫牟煌苯佑绊懫淦扑槌潭取a(chǎn)狀、以育規(guī)模和程度等，同時(shí)許多地方的不穩(wěn)定巖層由于其存在節(jié)理裂隙發(fā)育的現(xiàn)象，在過程中也會(huì)有不同程度的涌水現(xiàn)象，平巷掘進(jìn)過程中如遇不穩(wěn)定巖層，首先應(yīng)其進(jìn)行仔細(xì)觀察、判斷、分類，確定相應(yīng)特征，然后精心制定對(duì)應(yīng)施工方案，一定不要盲目蠻干。

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