[发明专利]一种过断层巷道支护技术施工工法和施工工艺流程

说明书

本发明公开了一种过断层巷道支护技术施工工法和施工工艺流程，通过在具体施工时采用正台阶式施工方法，按巷道断面分为上、下两个部分，以先施工上部半圆拱，再施工下部直墙部分的掘进方式进行巷道内部断面的施工，同时采用“掘进一段，防护一段”的防护方式对巷道内部断面进行防护，并在巷道内部配合使用多层次钢丝绳网和锚杆为胫骨的混凝土强韧封层，以增强巷道在掘进过程中通过断层的防护能力，通过在断层面前较稳定围岩施工阶段、断层面前后不稳定围岩施工阶段和断层内泥变流化围岩施工阶段采取不同的施工工艺，对不同巷道截面进行不同的支护工艺，以使支护体与巷道内壁的不同岩体都可构成稳固的整体，延长支护体的使用寿命。

技术领域

本发明涉及巷道支护领域，特别涉及一种过断层巷道支护技术施工工法和施工工艺流程领域。

背景技术

随着煤炭开采深度增加，矿井地质条件变得愈加复杂，特别是大小不同的断层把井田切割、断开和分离，给矿井开采带来极大的困难，尤其是断层造成断层段岩石破碎，应力的差异性加大，同时它往往沟通煤层顶底板中含水层中的水汇入断层段，使断层段中破碎岩体泥化流变，甚至构成出水通道，给矿井的正常建设带来诸多困难，然而矿井由于生产能力和井田布置的需要，必须通过这些断层，而保证安全通过高承压水、泥化、断层破碎带巷道工程的施工和支护及后期支护有力的对围岩稳定性的控制，是当今世界地下工程一项重要而复杂的技术难题，开滦集团也对含水、破碎、泥化和非对称应力过断层支护技术问题反复研究，在支护上采取金属拱、锚网喷、锚索与钢筋混凝土浇灌支护等多种形式联合支护，这样也存在着一些问题；

一是支护防止不了泥化流变的岩体突变带来的垮冒，例如：林南仓在过-650断层右翼巷道时，采用高强重型u支架支护，结果刚刚接触断层就造成突变的泥化岩体冲垮46架重型u支架；

二是控制不了断层段中的围岩变形，例如：在东欢坨矿过-480F2断层采用锚网喷加重型u、并且浇筑400mm厚的钢筋混凝土；然而仅仅2个月巷道就急剧变形；6个月巷道变形量超过巷道断面的50%以上，期间还采用了重型u支架的多次加强，造成巷道无法服务于生产运输的需要；

在施工技术上，也曾经考虑冻结法过断层施工安全可靠，然而井下条件不能满足冻结法施工条件，采用了管棚法施工，但效果均很不理想，其造成施工工期长的后果，例如：东欢坨-480过断层带40米用了近2年时间、费用极高且控制不了变形和支护稳定，造成整个设计、技术方案、施工的效果和安全状况都远远达不到服务于矿井生产的需要，巷道施工后不到6个月全面变形，收缩量达60％以上，林南仓断层带要通过400m的长距离，受高承压水、长距离泥化断层破碎带，管棚法施工无法进行；

为了解决上述问题，现有技术中：1）李学华教授等人认为有效控制围岩微裂隙区向裂隙发育区演化，避免裂隙发育区发展到锚固区之外是保证富水泥岩顶板巷道稳定的关键并建立了分顶、分区的围岩控制技术体系；2）孙广忠教授对断层影响带、破碎带以及交汇带宽度的力学效应进行了研究，上世纪年代起，学者提出并完善了分形理论，这是断层构造定量研究的一个新的方式，谢嵌石，谭凯旋教授经过研究对断层构造的分形进行了理论总结，并应用在地质的研究中，对于岩石破碎断裂，谢和平院士，髙峰教授等应用了分形理论；3）孟召平教授，彭苏萍院士等通过实验研究和数值模拟，研宄了正断层对于矿压的分布以及对煤矿的物理力学性质所产生的影响；这些学者的研究为过断层巷道的支护技术研究提供了丰富的理论基础，但是无法彻底解决巷道过断层时存在的问题；

针对开滦矿区和淮北矿区高承压水、断层破碎带、泥化和非对称应力状况下的过断层巷道发生的巷道变形、出水严重、冒落破碎岩石流变等矿压现象，我们提出一种过断层巷道支护技术施工工法和施工工艺流程。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种过断层巷道支护技术施工工法和施工工艺流程，可以有效解决背景技术中的问题。

本发明的客体是一种过断层巷道支护技术施工工法和一种过断层巷道支护技术施工工艺流程。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：