斷層帶巷道地面定向鉆孔預(yù)注漿加固與巷道支護(hù)技術(shù)研究

斷層帶巷道地面定向鉆孔預(yù)注漿加固與巷道支護(hù)技術(shù)研究摘要：

為了提高斷層帶巷道的安全性和穩(wěn)定性，本文對(duì)斷層帶巷道地面進(jìn)行定向鉆孔預(yù)注漿加固和巷道支護(hù)技術(shù)進(jìn)行了研究。首先，對(duì)斷層帶巷道地質(zhì)條件和巷道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)斷層帶巷道地面容易出現(xiàn)塌方、滑坡和破壞等問(wèn)題。然后，提出了鉆孔預(yù)注漿加固和巷道支護(hù)技術(shù)，介紹了預(yù)注漿技術(shù)和定向鉆孔技術(shù)的原理和方法，同時(shí)闡述了支護(hù)技術(shù)的設(shè)計(jì)思路和支護(hù)結(jié)構(gòu)形式。最后，以某斷層帶巷道為例，進(jìn)行了實(shí)際操作，并對(duì)加固效果進(jìn)行了檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用鉆孔預(yù)注漿加固和巷道支護(hù)技術(shù)能夠有效提高斷層帶巷道的穩(wěn)定性和安全性，是一種可行的加固方案。

關(guān)鍵詞：斷層帶巷道；定向鉆孔；預(yù)注漿加固；巷道支護(hù)技術(shù)；穩(wěn)定性

1.引言

斷層是地質(zhì)過(guò)程中一種非常普遍的地質(zhì)構(gòu)造，其產(chǎn)生的斷層帶會(huì)伴隨著地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)，尤其是在礦山工程中，斷層帶常常成為危及工程安全的主要因素。而巷道是礦山工程中的重要構(gòu)件之一，是連接礦井各工作面的主要通道，對(duì)礦山工程的正常生產(chǎn)和安全穩(wěn)定具有至關(guān)重要的作用。

然而，斷層帶巷道地面往往受到多種因素的影響，如水文地質(zhì)條件、地下水位、山體穩(wěn)定性以及周邊工作面的開(kāi)采等，因此斷層帶巷道地面容易出現(xiàn)塌方、滑坡和破壞等情況，這對(duì)礦山生產(chǎn)和工程安全帶來(lái)了很大的威脅。

為了提高斷層帶巷道的安全性和穩(wěn)定性，本文對(duì)斷層帶巷道地面進(jìn)行了定向鉆孔預(yù)注漿加固和巷道支護(hù)技術(shù)進(jìn)行了研究。本文旨在通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證鉆孔預(yù)注漿加固和巷道支護(hù)技術(shù)的可行性，為礦山工程中斷層帶巷道的安全穩(wěn)定提供一定的參考。

2.斷層帶巷道的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性分析

斷層帶巷道是指巷道經(jīng)過(guò)斷層帶的地段，由于該地段地質(zhì)條件的復(fù)雜性，斷層帶巷道的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性受到很大的影響。

2.1斷層帶巷道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

斷層帶巷道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）斷層帶巷道地面易發(fā)生破壞。斷層帶巷道地面的巖層破碎，易受地下水的沖刷和侵蝕，從而導(dǎo)致地面破壞。

2）斷層帶巷道地面易發(fā)生塌方和滑坡。由于斷層帶的存在，巷道地面受到侵蝕的巖層易形成空洞和裂隙，倘若地質(zhì)條件惡劣，巷道地面會(huì)形成塌方和滑坡，嚴(yán)重威脅礦山工程的安全穩(wěn)定。

3）斷層帶巷道地面存在較大的變形量。由于斷層帶的存在，地面易受到多種因素的影響，如地下水的侵蝕、周邊工作面的開(kāi)采等，因此，巷道地面會(huì)產(chǎn)生較大的變形量。

2.2斷層帶巷道的穩(wěn)定性問(wèn)題

斷層帶巷道的穩(wěn)定性問(wèn)題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）地面穩(wěn)定性差。巷道的地面易受到各種因素的影響，如地下水的沖刷、巖層破碎等，因此地面的穩(wěn)定性非常差。

2）地面塌方和滑坡風(fēng)險(xiǎn)較高。斷層帶巷道地質(zhì)條件惡劣，巖層容易受到破壞和侵蝕，地面的穩(wěn)定性非常差，一旦遇到特殊情況，易發(fā)生地面塌方和滑坡，嚴(yán)重威脅工程的安全穩(wěn)定。

3）地面變形量較大。由于斷層帶巷道地質(zhì)條件的特殊性，其地面易受到多種因素的影響，因此容易出現(xiàn)較大的變形量。

3.鉆孔預(yù)注漿加固與巷道支護(hù)技術(shù)

為了提高斷層帶巷道的安全性和穩(wěn)定性，本文采用鉆孔預(yù)注漿加固與巷道支護(hù)技術(shù)。具體包括鉆孔預(yù)注漿、鋼筋網(wǎng)填充和支撐鋼架等幾個(gè)方面。

3.1鉆孔預(yù)注漿原理及方法

鉆孔預(yù)注漿技術(shù)是一種針對(duì)地質(zhì)災(zāi)害高效防治的工程技術(shù)，采用鉆孔方法向地質(zhì)層進(jìn)入預(yù)先制備好的注漿液體，注漿液體具有較高的收縮率和硬度，能夠充分利用石材的自重和強(qiáng)度，從而增強(qiáng)承載力和穩(wěn)定性。

鉆孔預(yù)注漿加固的方法主要包括以下幾個(gè)步驟：

1）勘察地質(zhì)條件。在施工前必須對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)的勘察，確定注漿點(diǎn)的位置、深度、間距等參數(shù)。

2）預(yù)處理工作。在進(jìn)入注漿施工前，在每個(gè)注漿點(diǎn)露天開(kāi)挖一個(gè)孔洞，預(yù)處理泥漿護(hù)壁，并配備好防護(hù)設(shè)備。

3）鉆孔。使用植入器進(jìn)入注漿孔道，從注漿點(diǎn)進(jìn)入地層，進(jìn)行打孔作業(yè)。

4）注漿。當(dāng)孔道鉆好后，使用高壓注漿機(jī)將預(yù)制好的注漿液體通過(guò)注漿管道注入到孔道內(nèi)。

5）回填拔孔。待注漿液體凝固后，通常需要將孔道內(nèi)的材料進(jìn)行回填，還原現(xiàn)場(chǎng)。

3.2鋼筋網(wǎng)填充技術(shù)

鋼筋網(wǎng)填充是指在斷層帶巷道的地面進(jìn)行鋼筋網(wǎng)填充，采用撐爆膠液填充、混凝土澆筑等方式實(shí)現(xiàn)加固作用。鋼筋網(wǎng)是由多根鋼筋組成的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，并且鋼筋之間纏繞緊密，具有較高的承載能力和穩(wěn)定性。

3.3支撐鋼架技術(shù)

支撐鋼架是指在地面進(jìn)行設(shè)置的鋼結(jié)構(gòu)厚壁支撐結(jié)構(gòu)，用于鞏固巷道地面和側(cè)壁，增強(qiáng)其承載力和穩(wěn)定性。具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、防腐性能好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

為了驗(yàn)證鉆孔預(yù)注漿加固和巷道支護(hù)技術(shù)的效果，本文在某斷層帶巷道進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用鉆孔預(yù)注漿加固和巷道支護(hù)技術(shù)后，斷層帶巷道的穩(wěn)定性明顯提高，可以有效防止地面的塌方、滑坡和破壞等情況的發(fā)生，提高礦山工程的安全性和穩(wěn)定性。

5.結(jié)論

本文對(duì)斷層帶巷道地面定向鉆孔預(yù)注漿加固與巷道支護(hù)技術(shù)進(jìn)行了研究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該技術(shù)的可行性和有效性。鉆孔預(yù)注漿和巷道支護(hù)技術(shù)可以有效提高斷層帶巷道的穩(wěn)定性和安全性，是一種可行的加固方案在礦山工程中，斷層帶巷道是一個(gè)重要的工程結(jié)構(gòu)。其地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜，易受到地質(zhì)力學(xué)因素的影響，存在塌方、滑坡、地面松動(dòng)等安全隱患。因此，如何加強(qiáng)斷層帶巷道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，是礦山煤礦安全生產(chǎn)的重要問(wèn)題之一。

本文介紹了兩種常見(jiàn)的加固技術(shù)，即鉆孔預(yù)注漿加固和巷道支護(hù)技術(shù)。鉆孔預(yù)注漿加固技術(shù)采用定向鉆孔的方式，在地下進(jìn)行注漿加固。這種方法不會(huì)對(duì)巷道內(nèi)部空間造成影響，可以最大程度地保護(hù)礦山工人的安全。而巷道支護(hù)技術(shù)則是在巷道內(nèi)部進(jìn)行鋼筋網(wǎng)填充或支撐鋼架設(shè)置，其優(yōu)點(diǎn)在于加固效果明顯，且工程周期較短。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用上述兩種加固技術(shù)可以有效地提高斷層帶巷道的穩(wěn)定性和安全性，減少安全事故的發(fā)生。這對(duì)礦山煤礦的安全生產(chǎn)具有重要意義，也為今后類似工程結(jié)構(gòu)的加固提供了可行性方案除了鉆孔預(yù)注漿加固和巷道支護(hù)技術(shù)，還有其他加固技術(shù)可以用于斷層帶巷道結(jié)構(gòu)。下面介紹一些適用于不同地質(zhì)情況的加固技術(shù)。

1.固結(jié)封閉法

該方法適用于穩(wěn)定性較高的斷裂帶巷道。其主要原理是在斷裂帶兩側(cè)進(jìn)行加固，使斷裂帶成為一條不透水的封閉區(qū)域，從而減少了水文壓力以及地下水侵入的風(fēng)險(xiǎn)。該方法需要從巷道外側(cè)或者隧道兩側(cè)直接對(duì)圍巖進(jìn)行加固，所以會(huì)對(duì)巷道周邊的巖體產(chǎn)生一定量的損傷。因此，該方法應(yīng)當(dāng)在對(duì)巷道周邊的圍巖進(jìn)行充分評(píng)估之后使用，同時(shí)，監(jiān)測(cè)和評(píng)估工作需要持續(xù)進(jìn)行。

2.鉆孔爆破法

這種方法主要用于煤巷帶道圍巖較軟的區(qū)域?；舅悸肥峭ㄟ^(guò)在巷道旁邊進(jìn)行爆破，使周圍的煤體失去一定的支撐，從而間接加固斷層帶巷道。但是，這種方法可能會(huì)對(duì)巷道產(chǎn)生一定的影響，因此需要在巷道周邊和隧道內(nèi)部進(jìn)行詳細(xì)評(píng)估，選擇合適的爆破參數(shù)，以減少對(duì)巷道的影響。

3.巖錨加固法

該方法適用于圍巖較為穩(wěn)定的場(chǎng)合。巖錨是一種由鋼筋和灌漿結(jié)構(gòu)組成的加固器具。在巷道側(cè)面鉆孔，安裝巖錨，并與灌漿材料一起注入鉆孔，將固體錨定到巖層上。該方法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)施工空間的侵害小，同時(shí)對(duì)于圍巖破碎較大的情況下，具有比較好的支護(hù)效果。

總之，斷層帶巷道結(jié)構(gòu)在礦山工程中是非常重要的一部分，其穩(wěn)定性和安全性直接影響著礦山煤礦的安全生產(chǎn)。因此，必須采取各種適合于不同地質(zhì)情況的加固技術(shù)，在不影響生產(chǎn)和保證安全的前提下，盡可能提高斷層帶巷道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。同時(shí)巷道的管理者和工作人員要積極進(jìn)行巷道狀況的監(jiān)測(cè)和維護(hù)，保障煤礦工人的安全除了上述幾種加固方法，還有以下方法可以用于斷層帶巷道的加固：

4.預(yù)應(yīng)力錨桿加固法

預(yù)應(yīng)力錨桿在加固巖體中是一項(xiàng)非常有效的技術(shù)。預(yù)應(yīng)力錨桿的特點(diǎn)是以鋼筋作為支護(hù)材料，通過(guò)桿與桿之間的拉力來(lái)增強(qiáng)其抗拉強(qiáng)度。通過(guò)預(yù)應(yīng)力的桿桿將困綁定到圍巖之中，從而增強(qiáng)其穩(wěn)定性、受力能力。該技術(shù)在斷層帶巷道的加固中也得到了廣泛的應(yīng)用，可以提供更持久和穩(wěn)定的支撐。

5.鋼筋網(wǎng)加固法

鋼筋網(wǎng)是由鋼絲編織而成的網(wǎng)狀物，常常被用于巷道支護(hù)。在斷層帶巷道中，可以通過(guò)鉆孔，將鋼筋網(wǎng)套在管壁上，并注入灌漿材料進(jìn)行加固。鋼筋網(wǎng)能夠分散圍巖應(yīng)力，從而減小圍巖破碎的程度。此外，由于鋼筋網(wǎng)的強(qiáng)度大，采用這種方法可以提高巷道的負(fù)荷承載能力。

6.圓形鋼管撐桿加固法

該方法適用于較大的斷層帶巷道。就是在巷道四周鉆孔，然后在孔里加入住珠，通過(guò)混凝土灌注實(shí)現(xiàn)支護(hù)鋼筋的目的。在環(huán)形鋼管的幫助下，巷道得到了較好的支持和保護(hù)。該方法支護(hù)穩(wěn)定性好，能承受較大的荷載。

總之，斷層帶巷道是煤礦地質(zhì)中的一個(gè)重要問(wèn)題。加固方法的選擇應(yīng)根據(jù)巷道周圍巖體的情況和巷道本身的形狀，并根據(jù)不同