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1、- 1 -富源县富村镇富利铅锌矿有限责任公司巷道掘进遇断裂带特殊地质地段难度工程及施工作业技术参考鉴于富利铅锌矿多年以来在矿井建设及巷道施工过程中遇断裂带形成涌水、裂隙、泥沙等特殊地质地段给工程带来危害和造成不同程度的经济损失，特别是给工程进展难以顺利如期完成。对于如何处理断裂带带来特殊地质地段的难度工程问题，本文根据多年的矿井地质及巷道工程施工经验和有关巷道施工技术资料为依据，同时考虑施工安全要求。力求通过本文给矿领导和工程管理、施工人员提供参考意见。一、断裂带特殊地质地段难度工程主要指：具裂隙、有渗水、节理交错的岩层；泥砂、淤泥层；破碎、松散角砾岩层；溶洞、危岩状况。二、施工作业技术对于上
2、述特殊地质地段的巷道工程施工,首先必须围绕矿井地质条件，在爆破开挖、出渣堵漏、控顶控帮、支护方式、设备材料等方面确定正确可行的措施和办法，而且多项工作都是紧密配合、循序渐进，穿插进行的过程。具体分述如下：（一） 、支护方式1、喷射混凝土支护结合矿区存在上述特殊地质条件的普遍性，建议我矿购置一套干式喷射机；则对于遇裂隙并有渗水有泥砂；破碎、松散角砾岩层；溶- 2 -洞、危岩状况类巷道施工以及一般性所遇顶底板破碎、破裂、裂隙巷道可以采用喷射混凝土支护或配合支护。其优势及特点如下:（1）混凝土以较高的速度从喷头喷向岩面，使水泥颗粒受到重复冲击，混凝土喷层得到连续冲击和压密；同时，由于喷射混凝土的水灰
3、比较小（可以根据巷道岩壁水份掌握调节） ，故使混凝土能牢固地和岩壁粘结在一起，并有良好的物理力学性能。（2） 、喷射混凝土能随着巷道掘进及时施工，且加入速凝剂后使其早期强度成倍增加，能够很快地控制围岩冒落。（3）对充填堵塞巷道壁裂隙、岩缝能具快速高效的效果。喷射混凝土的各项技术参数简述如下：a、水泥 采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，标号不低于 325号。b、砂采用 0.33mm 的中、粗砂为好，尽量不用细砂。c、石子 可采用卵石或碎石，直径 515mmd、速凝剂按水泥重量的 2.54%掺入使用，速凝剂吸湿性强，应妥善保管使用，受潮后对速凝剂效果有显著影响。e、巷道喷射混凝土的配合比（水泥：粗中
4、混合砂：石子）侧壁：1：（2.02.5）：（2.02.5） ；顶：1：2.0：（1.52.0） 。f、工作风压最佳风压 110130kpa 之间。g、喷嘴与岩壁间距最佳间距 0.81.0m 之间。h、水灰比最佳水灰比 1：0.40.45 之间。i、一次喷射厚度：9 0。 /35cm 至30 。 /1014cm 之间（分子- 3 -指喷嘴倾角，分母为一次喷射厚度） 。m、 两次喷射层之间的间隙时间有速凝剂时 1520 分钟，无速凝剂时 4 小时以上。2、木架支护木架支护适用于临时支护巷道和短期使用巷道支护用、过泥沙层时也作临时掩护(木架内砌碹) 支护使用。支护规格质量见附图 2 所示。在此规格上
5、对不同规格、不同形状的巷道工作面应采取适应的支护规格。木架支护的主要特点是: 重量轻巧,加工容易,架设方便,特别适用于多变、松散、泥沙的地质条件。其次是支护后的整体构造具有较大的可缩性，当地压增大时能出现变形和发出声响警号。木架支护各项技术参数简述如下：（1） 、相木与梁头的亲口制作（见图 2）梁头榫口横切面深度为使用木料直径 的 1/3;相木榫口横切面深度为使用木料直径 的 1/4, 相木顺切面深度等于梁头榫口横切面深度。（2） 、一般支护后左右相木柱腿与巷道底板的夹角均为 80，相木与梁头接口的左右内角夹角均为 100为最适。（3） 、一般支护后平巷前倾后抑不超过 5 厘米，斜巷应向上坡方
6、向倾斜不超过 5 厘米。（4） 、棚梁应垂直巷道走向中心线，梁端扭距不超过 10 厘米，梁两端相平，高差不超过 3 厘米。（5） 、柱（相）窝深度，做到实底，一般 1520 厘米，松软- 4 -地层应加木垫和在两相退间打地绷，严重地段可能还需要制作地梁以抗上鼓地压、地陷。（6） 、一般准备砌碹的木架巷道使用相木净长不少于 320 厘米，梁头净长 280 厘米（巷顶净宽 260 厘米） ；根据地层情况可以适当缩小木架支护高宽，在砌碹过程中边砌碹边拆除。（7） 、应用飘条(铁钎或园木条) 由相架间超前支护时，首先要固稳已架相棚，施工中也应注意观察相棚情况。（8） 、背帮背顶是保障木架棚受力效果，不
7、易变形的重要工作，要应用木板、查条、竹枝等背紧加固，如果架棚顶部有悬空现象，一定要应用木朵等进行充填接顶。3、水泥砖砌碹支护经多年观察实践,采用水泥砌碹支护对于我矿矿井巷道遇充有泥砂裂隙地段、破裂破碎地段的支护具有很好的效果。支护的一般形式见附图 1c 。水泥砌碹支护特点：采购方便-目前矿山附近就有民房建筑用水泥砖已基本能达标使用；搬运、支砌方便快捷；砌块铰接拉缝作用好，能使整个砌体受力均匀。水泥砖砌碹支护各项技术参数简述如下（1） 、选用水泥砖应选园孔砖，制作混凝土标号大于 100#；（2） 、支砌巷道墙帮前应清基础找实底，如果遇泥砂基础应不低于巷底平面下 40 厘米深度，然后混凝土浇底找平
8、（特殊情况下作特殊处理） 。- 5 -（3） 、如果巷道具挤压力的地质地段要对水泥砖空心孔全部进行混凝土充填支砌。（4）支砌前必须对已干操的水泥砖进行浇水处理。（5）支砌砂浆饱满，拱顶及外墙应浇注 35 厘米厚 100#砂浆于起到加固防水作用见图 1c 。（6）砌碹后所有空帮空顶应使用渣子回填饱满。4、整体混凝土支护整体混凝土支护适用于松软破碎、节理裂隙发育、有渗水的岩体巷道支护，特别是服务年限较长的重要巷道和洞室。整体混凝土支护具有强度高、承压力大、阻水的特点。整体混凝土支护各项技术参数简述如下（1） 、水泥：采用硅酸水泥或普通硅酸盐水泥，标号不低于 325号、425 号。（2） 、骨料：沙
9、子直径 0.155.0mm;碎石直径 2060mm ；（3） 、混凝土要求设计标号：200 号；（4） 、养护拆模时间：有速凝剂 2 天，无速凝剂 5 天；（6） 、浇注厚度顶：170mm;墙帮：200mm；（5）每米巷道（22 米半园拱顶）浇注混凝土体积计算为 1 立方米。（6） 、混凝土配合比设计（体积法） ，使用材料：325 号或 425 号普通硅酸盐水泥；中砂（比重 2.60） ；碎石最大粒径 40 毫米（比重- 6 -2.65） ；添加速凝剂为水泥用量的 4%；人工搅拌；坍落度 35 厘米；混凝土强度 200 号；每立方米混凝土的使用材料配合比设计计算如下表：水泥标号水泥（公斤）水（
10、公斤）沙子（公斤）碎石（公斤）速凝剂（公斤）425 269 175 628 1301 11325 317 180 620 1275 135、复合型支护复合型支护是由两种或两种以上不同支护结构、支护方式相结合的支护方法，他是根据矿井地质条件的复杂性和巷道施工需要而灵活进行的支护措施。结合富利铅锌矿矿井地质情况简要介绍以下类型:(1)、水泥砖砌碹支护与混凝土支护结合：适用于巷道墙般松散、条形裂隙与坚硬岩石交替出现，顶部淋水、渗水、破裂、破碎的地质状况可以在巷道帮部用水泥砖砌碹堵住条形裂隙、不规则的裂隙还可以用块石辅助砌碹，顶部支拱支模进行混凝土支护结合：左右起拱脚与墙帮结合处灵活设定深入墙邦内，如
11、设坎、短钎钻岩壁等方式。(2)、木架支护与水泥砖砌碹支护结合，适用于多变、松散、泥沙的地质条件。先用边开挖边支护控制好巷道后再于木架内进行水泥砖砌碹的永久性支护。（3） 、钢架支护与喷射混凝土支护结合：适用于岩层基本稳定,但见岩层节理发育、裂纹纵横出现、少见渗水现象的巷道，可先进形钢架- 7 -支护、拉条连接，然后进行喷射混凝土支护。（二） 、巷道掘进对于断裂带特殊地质地段巷道掘进工作应根据工作面现场地质状况灵活机动地采用安全和行之有效的爆破开挖、出渣堵漏、控顶控帮等施工方案，并且要与支护工作紧密结合，循序渐进，交替进行。具体内容和操作项目大致分类为如下:1、先探后掘：位于断裂、特殊地质地段的
12、巷道掘进工作每班爆破开挖前都必须使用长达 3 米以上钻杆进行超前钻探工作。一是为掌握前面岩层状况，以制定安全可靠的掘进和支护方案；二是预防断层、断裂涌水。2、爆破开挖：对于岩层节理发育、裂纹纵横出现、渗水现象的巷道掘进的爆破工作只能浅眼小炮、局部到全面的方式进行，以利于掘进工作中发现裂隙泥沙时能及时逐一进行堵漏控制。对于松软破碎、节理裂隙发育、有渗水的岩体巷道的爆破开挖更应将工作面一分为二（见图 1d）小炮或机械解破，以防巷道垮方，利于及时逐一进行堵漏和控帮控顶。3、出渣堵漏、控顶控帮：在断裂带特殊地质地段巷道掘进工作中控顶控帮工作是十分重要的环节，往往稍有疏忽，便会功亏一篑。对于岩层具脱层，
13、节理发育、裂纹纵横出现、渗水现象工作面首先沿工作面巷道腰肩以上巷道轮边、从左到右进行钻孔穿钎初步控顶,爆破后和开挖中及时发现泥沙裂隙及时进行堵漏，对于泥砂、淤泥、破碎、松散巷道工作面首先是必须进行木架支- 8 -护控顶控帮，在向前开挖之前必须用飘条从左到右超前穿插（超前支护） 、不放炮，开挖出渣过程中必须利用木板、劈柴、等先堵漏后出渣或出渣与堵漏交替完成(见图 1d)。对于泥砂、淤泥、破碎、松散巷道的开挖工作如果遇泥砂、流砂型地质状况还应考虑先右后左最后顶或先左后右最后顶的次序进行开挖见图 1d。必要时可能除周边飘条穿插（超前支护）外，在巷道中部必须进行打桩护巷心，以防流沙大量流动难以控顶控帮。三、安全措施（一） 、参加处理本文所述难度工程施工人员必须严格遵守矿部有关安全规章制度。（二） 、在作业过程中必须有专人观察工作面前后周边巷道特别是具险情地方的情况，发现危险时应尽快撤出工作人员。(三 )、施工所用机械设备必须专人使用并严格按操作規程进行操作。（四） 、所有巷道支护工程必须严格支护标准、保养期限，以保证施工安全。（五） 、工作面附近的电路、器材，管道、杂物必须随时清理，保持道路畅通。富源县富村镇富利铅锌矿有限责任公司工程师 李曙光- 9 -2010 年 11 月 15 日
