平巷掘進中不穩固巖層的處理方法

張孝東

摘 要：由于在施工過程中，會遇到各種不同的特殊地質（斷層破碎帶、流沙層、淤泥層、礫石層等），這些不同的特殊地質如果處理不好，會引起各種地質災害，給人民生活和生產造成巨大的傷害，因此平巷在掘進過程中，需要采取正確的施工方法，必要的時候還需采用特殊的施工方法，配置專業的技術人員，同時，進一步在安全控制技術措施上作出相應地分析調整，采取更完善的處理方法和措施，更好地為以后相關研究工作提供一定的依據和指導價值，以期產生更好地經濟效益。

關鍵詞：不穩定巖層 平巷掘進 施工方法 安全控制 經濟效益

中圖分類號：TD235.3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（c）-0046-01

在我國金屬礦山及煤礦開采的施工過程中，采用平巷掘進的方法占所有方法的比例是非常大的，在現階段采用平巷掘進進行施工主要還是使用鑿巖爆破法，但是隨著遇到的地質等現狀條件不斷改變，就需要對傳統的鑿巖爆破法進行改革，因為該文就通過分析現階段不同的掘進方法，以期為以后的選擇提供一種參考。

1 不穩固巖層對施工的危害

1.1 不穩定巖層的特征

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

1.2 不穩定巖層的分類

不穩定巖層由于其不同的結構及物理力學性質，大致可以有以下幾類：（1）中等穩固巖層：該巖層由于其節理裂隙發育及整體強度低，在開挖后大致有一段穩定期，然后就會出現片幫、冒頂等危害現象。（2）破碎巖層：該巖層單體強度較高，整體容易破碎，在開挖后一直就會處于不穩定狀態。（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）而形成的。（4）砂質粘土、淤泥等軟弱巖層。（5）風化巖層：該巖層主要為暴露后易水蝕、風化而出現不穩定等病害。

1.3 不穩定巖層對施工的危害

巷道在掘進過程中，當其穿過不穩定巖層時，砌體邊墻會向巷道中間擠入，這時砌體邊墻及拱頂就出現裂紋甚至垮塌等問題，進一步巷道底板也會出現底鼓等病害，會造成鐵道拉斷（變形），機車跳道、巷道積水等嚴重的現象，這樣就會給安全生產帶來非常大的隱患。

2 不穩定巖層需要的施工方法

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

2.1 掩護筒法

掩護筒法是由撞楔法演變而來的一種運用廣泛的施工方法，其做法為用金屬材料制成的一個圓形整體筒，整體筒里面裝有液壓千斤頂，該千斤頂壓在已經處理過的砌體上，其可以借助千斤頂的力量，將其進入到巖層中，然后在其穩固的情況下，砌筑永久支架，伴隨著永久支架不斷向前砌筑，掩護筒也就向前一步步推進。

2.2 超前錨桿支護

在破碎程度較嚴重或塌方區有較多大塊礫石的不穩定巖層時，撞楔法施工起來就會比較困難，在這種情況下就應該考慮鋼拱架加超前錨桿支護的施工方法。

2.3 注漿法施工

巷道在掘進中，當其穿過裂隙含水層、破碎帶及冒落區等不穩定巖層時，可以通過對工作區域進行注漿的方法來處理堵水或加固。

2.4 懸拱法施工

懸拱法主要運用在連續式馬口開挖、懸拱等施工方法中，通過調查分析，結合現在成功的案列，可以證明，再不穩定巖層中平巷掘進過程中，懸拱法直接有效的施工方法，在斷面較大時，懸拱法可行性和實用性就可以體現的更加直接明了。

3 平巷掘進安全技術控制措施

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

3.1 合理選擇鑿巖設備

根據不同的不穩定巖層的特點選擇合理鑿巖設備，是直接影響著平巷掘進機械化作業水平。在現階段，鑿巖設備主要采用的是液壓鑿巖臺車，該臺車主要有著功率大、鉆速快、在大斷面巷道的區域里面可以打任何位置的炮眼等優點；同時其還有相應的特點：（1）效率高、電能耗小；（2）沖擊功大、鑿速快；（3）工作參數容易調節；（4）釬桿壽命長；（5））噪音小；（6）工作環境污染小。

3.2 改進相關技術結構參數

相關技術結構參數主要體現在爆破參數上，下面就主要分析爆破參數上，爆破工作的主要改進特點主要有增加孔深、擴大孔徑、減少孔數、改進平行孔掏槽和光面爆破等一些列的特點。通過對這些特點進行改進，可以進一步提高鑿巖效率，同時減少輔助鑿巖時間，提高出碴效率，進而減少掘進成本。

3.3 全面推廣應用噴錨支護

近幾年來，國內外在錨桿型式和安裝施工方面做了大量的研究工作，對于一些穩固性較差同時其還得必須進行支護的不穩定巖層，噴錨支護就直接影響著掘進速度。

3.4 加強施工組織管理

通過對平巷掘進的施工技術組織管理進行加強，其可以快速提高掘進速度與工效，對施工進度的控制具有重要的指導價值。平巷掘進所需要的裝備的機械自動化化程度也高，其要求施工技術人員組織管理水平也就愈高。在操作相關設備前，操作技術控制人員需要進行嚴格的崗前技術培訓，提高其自身相應技術水平。

4 結論

在巖體中，不穩定巖層是最沒有規律的，該不穩定巖層因為其位置的不同，而直接影響其破碎程度、產狀、以育規模和程度等，同時許多地方的不穩定巖層由于其存在節理裂隙發育的現象，在過程中也會有不同程度的涌水現象，平巷掘進過程中如遇不穩定巖層，首先應其進行仔細觀察、判斷、分類，確定相應特征，然后精心制定對應施工方案，一定不要盲目蠻干。

參考文獻

[1] 周愛民.有色礦山采礦技術新進展[J].采礦技術，2006（3）：1-7+48.

[2] 陳更根.快速掘進技術在厚層火成巖區巷道的應用[J].采礦技術，2008，8（5）：17-18，21.

[3] 鐘紀勝，陳瓊，曹明秋.巷道掘進掏槽間距確定方法的探討[J].采礦技術，2008，8（5）：80，93.

[4] 劉優平，黎劍華，杜大能，等.掏槽爆破中空效應的理論與實驗研究[J].礦業研究與開發，2007，27（5）：75-77.

[5] 張運良，曾習華，李志成，等.提高平巷掘進爆破效率的初步嘗試[J].礦業研究與開發，1999，17（3）：38-40.

[6] 葛文杰.三山島金礦上向進路充填采礦法錨桿支護參數的計算[J].采礦技術，2012，12（2）：：24-25.

[7] 周昌達.井巷工程[M].北京：冶金工業出版社，1979：135-160.

[8] 高磊.礦山巖體力學[M].北京：冶金工業出版社，1979：45-77.

[9] 王煥文.錨噴支護[M].北京：煤炭工業出版社，1989：355-367.endprint