梅花井礦1102210運(yùn)輸巷過(guò)斷層圍巖控制技術(shù)研究

胡平 黃輝 張森 孫昊 黃海鵬

摘 要：以梅花井礦1102210運(yùn)輸巷掘進(jìn)過(guò)DF8逆斷層為研究對(duì)象，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件，提出采用超前注漿、提高巷道支護(hù)強(qiáng)度的方式對(duì)巷道圍巖變形進(jìn)行有效控制。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用后，巷道掘進(jìn)迎頭未出現(xiàn)淋水、積水問(wèn)題，同時(shí)巷道頂?shù)装?、巷幫變形量分別控制在55 mm和92 mm以內(nèi)，應(yīng)用效果顯著。

關(guān)鍵詞：巷道掘進(jìn);逆斷層;破碎帶;注漿加固

中圖分類號(hào)：TD353文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）34-0094-03

Research on Surrounding Rock Control Technology of 1102210

Transport Roadway Passing Through Fault in Meihuajing Mine

HU Ping1 HUANG Hui2 ZHANG Sen2 SUN Hao2 HUANG Haipeng2

（1.National Energy Group Ningxia Coal Industry Co.， Ltd.，Yinchuan Ningxia 750002;2.National Energy Ningxia Coal Group Meihuajing Coal Mine，Lingwu Ningxia 751400）

Abstract： Taking the 1102210 transport roadway in Meihuajing Mine， driving through the DF8 reverse fault as the research object， according to the geological conditions on site， it was proposed to use advanced grouting and increase the roadway support strength to effectively control the roadway surrounding rock deformation. After the field application， the roadway excavation has no water spraying and water accumulation problems. At the same time， the deformation of the roadway roof and floor and the roadside were controlled within 55 mm and 92 mm， respectively， and significant application effects had been achieved.

Keywords： roadway excavation;reverse fault;broken zone;grouting reinforcement

斷層、褶曲等是巷道掘進(jìn)中常見(jiàn)的構(gòu)造，眾多研究者以及工程技術(shù)人員對(duì)巷道掘進(jìn)過(guò)斷層技術(shù)、應(yīng)力分布、圍巖控制及安全技術(shù)措施等展開(kāi)研究，并取得了豐碩的研究成果[1-2]。但是，由于煤層賦存條件存在差異，不同礦井過(guò)斷層期間采取的圍巖控制技術(shù)各有差異[3]。梅花井礦1102210運(yùn)輸巷掘進(jìn)過(guò)程中受李家圈背斜、李家圈向斜以及DF8逆斷層影響，掘進(jìn)過(guò)斷層過(guò)程中，圍巖破碎，且頂板存在一定的淋水問(wèn)題。為確保巷道掘進(jìn)安全，礦井工作人員提出以超前注漿、強(qiáng)化支護(hù)為核心的圍巖控制技術(shù)，并在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中取得了顯著成效。本文對(duì)礦井采取的過(guò)斷層技術(shù)展開(kāi)闡述，以期能為其他礦井提供一些有益借鑒。

1 工程概況

1102210工作面為梅花井煤礦2-2煤組南翼第五個(gè)工作面。東邊為實(shí)體煤（未來(lái)2102202工作面區(qū)域）;南邊切眼距井田邊界103～165 m;西邊為1102208工作面（未采動(dòng)），留有30 m保護(hù)煤柱;北邊以設(shè)計(jì)停采線為界（距1102210工作面運(yùn)輸巷施工聯(lián)絡(luò)巷50～270 m）;上覆2-1煤組未采動(dòng)。采面底板標(biāo)高為+868～+1 083 m，對(duì)應(yīng)地面標(biāo)高為+1 356～+1 391 m。

1102210運(yùn)輸巷長(zhǎng)3 868 m，按照設(shè)計(jì)方位沿2-2煤頂板掘進(jìn)。根據(jù)地質(zhì)資料顯示，運(yùn)輸巷掘進(jìn)過(guò)程中煤層厚度變化范圍為2.37～3.70 m，平均有益厚度為3.28 m，局部夾1層夾矸，厚度為0.12 m。其中，0～1 676 m范圍內(nèi)煤厚為2.37～3.5 m（局部夾1層夾矸），1 676～3 868 m范圍內(nèi)煤厚為3.50～3.70 m。預(yù)計(jì)1102210工作面運(yùn)輸巷掘進(jìn)至2 220 m位置將揭露DF8逆斷層（[H]=7.5 m，67°∠N34°）。斷層影響區(qū)域內(nèi)巖性破碎，裂隙發(fā)育，頂板會(huì)出現(xiàn)不同程度的淋水問(wèn)題。在揭露斷層過(guò)程中，掘進(jìn)層位由斷層上盤2-2煤過(guò)渡至下盤2-2煤頂板，巷道通過(guò)斷層面進(jìn)入下盤，在一定范圍內(nèi)為俯斜掘進(jìn)。2-2煤頂?shù)装鍘r性參數(shù)見(jiàn)表1。

2 斷層破碎帶支護(hù)技術(shù)研究

為了確保巷道安全、快速通過(guò)斷層破碎帶，本文提出采用超前注漿+錨網(wǎng)索超前支護(hù)+U型鋼方式對(duì)圍巖進(jìn)行控制。

2.1 注漿加固

2.1.1 注漿孔布置。根據(jù)1102210運(yùn)輸巷掘進(jìn)地質(zhì)條件以及已有地質(zhì)勘探資料，巷道掘進(jìn)過(guò)斷層破碎帶長(zhǎng)度約為60 m，掘進(jìn)過(guò)斷層期間頂板會(huì)出現(xiàn)一定的淋水情況。為了確保巷道掘進(jìn)安全，降低淋水及斷層破碎帶的影響，提出采用預(yù)注漿方式提升圍巖強(qiáng)度。在掘進(jìn)工作面迎頭布置5個(gè)孔深均為10 m的注漿孔，仰角均為3°，孔徑85 mm。巷道掘進(jìn)8 m后開(kāi)始下一輪注漿，確保注漿孔有2 m重疊距離。具體注漿孔布置見(jiàn)圖1。

2.1.2 注漿參數(shù)