運(yùn)輸巷單軌改雙軌工程的研究

鄧貴元，梁志東，張麗云

(1. 中信大錳礦業(yè)有限責(zé)任公司 大新錳礦分公司，廣西 大新 532315； 2. 中信大錳礦業(yè)有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530029)

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運(yùn)輸巷單軌改雙軌工程的研究

鄧貴元1，梁志東1，張麗云2

(1. 中信大錳礦業(yè)有限責(zé)任公司 大新錳礦分公司，廣西 大新 532315； 2. 中信大錳礦業(yè)有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530029)

東部220運(yùn)輸巷單軌改雙軌方案在采空區(qū)和強(qiáng)風(fēng)化含水層區(qū)域施工，很難控制含水層的厚度。對該區(qū)地質(zhì)及水文地質(zhì)條件進(jìn)行綜合分析，提出了通過鉆探控制強(qiáng)風(fēng)化含水層的方法控制層位，以確定擴(kuò)巷和拙進(jìn)新巷道的可行性。

強(qiáng)風(fēng)化含水層；采空區(qū)；工程勘探

廣西大新錳礦地下開采南部礦段設(shè)計生產(chǎn)能力100萬t/a，設(shè)計從采區(qū)通過膠帶斜井傳送到選礦廠，東部運(yùn)輸巷承擔(dān)了前兩者之間的運(yùn)輸能力。

1 工程概況及鉆探目的

1.1 工程概況

東部運(yùn)輸巷0至4a線為單軌運(yùn)輸，為了提升運(yùn)輸能力，1線至4a線單軌改雙軌勢在必行。公司技術(shù)人員根據(jù)要求設(shè)定了兩個方案。

方案1：在現(xiàn)有巷道基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)巷以達(dá)到可以鋪設(shè)雙軌的要求。

方案2：掘進(jìn)新巷道，在4a線運(yùn)輸巷與采準(zhǔn)巷交叉處打穿風(fēng)化層，在巖層較好的硅質(zhì)巖層中掘進(jìn)接通1線以實現(xiàn)雙軌要求。

1.2 鉆探目的

此次鉆探工程目的是擬通過4個地質(zhì)鉆孔，根據(jù)鉆桿取出的巖心，控制風(fēng)化層的位置和厚度，以便探討挖掘新巷道和擴(kuò)巷的方案設(shè)計可行性[1]。編號ZK1～ZK2～ZK3～ZK4鉆孔分別位于3號、3a、2號、2a勘探線上，全段距離長約400 m。

2 鉆探現(xiàn)場及周邊地質(zhì)環(huán)境

2.1 周邊地質(zhì)情況

東部運(yùn)輸巷位置在220 m等高線，1至4A線現(xiàn)有運(yùn)輸巷在五指山組第1段(D3w1)中，根據(jù)他的巖性和風(fēng)化、儲水情況由新至老分成了3層；上部(D3w13)為含水層，泥質(zhì)灰?guī)r夾少量泥灰?guī)r或硅質(zhì)巖，呈淺灰色至灰黑色，硬度中等，呈中厚層狀構(gòu)造，部分層理不發(fā)育呈塊狀構(gòu)造，風(fēng)化后為泥巖，呈土黃色、棕褐色。中部(D3w12)為隔水層，鈣質(zhì)泥巖，部分地段為泥灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r，呈淺灰色、灰綠色、紫紅色相間產(chǎn)出，硬度一般，呈微層—薄層狀構(gòu)造，層理發(fā)育，風(fēng)化后為泥巖，呈土黃色、棕褐色，易成薄片狀剝落或被水侵蝕形成導(dǎo)水裂隙。下部(D3w11)為含水層，泥質(zhì)灰?guī)r夾硅質(zhì)灰?guī)r，淺灰色至深灰色，薄層狀構(gòu)造,部分為條帶狀、扁豆?fàn)顦?gòu)造，巖石較脆。和榴江組(D3L1)硅質(zhì)巖交界處已形成導(dǎo)水裂隙，易形成強(qiáng)風(fēng)化溶洞帶。運(yùn)輸巷在五指山組第1段(D3w1)中的中部和下部掘進(jìn)。南部有民采采空區(qū)存在，采空間情況不明。北部由于離礦層較遠(yuǎn)地質(zhì)資料少，但已知有風(fēng)化層存在。

2.2 現(xiàn)場情況

該地段均為混凝土支護(hù)巷道，巷道內(nèi)有積水，積水較多致鐵軌淹沒。從ZK1編號鉆孔往ZK4編號鉆孔往東前行，積水量逐步變大。

3 鉆探進(jìn)程及成果

3.1 鉆探進(jìn)程

ZK2附近有一個變電箱，可以解決鉆機(jī)的用電問題，用水則就近排水溝給水。根據(jù)變電箱和巷道積水的問題，我們采取了由近及遠(yuǎn)，先易后難的原則制定了鉆探工程計劃，開工順序依次為ZK2、ZK3、ZK1、ZK4[2]。1月15日鉆機(jī)搬至ZK2鉆孔處，晚間開始打鉆，23日鉆機(jī)及打鉆工人完成鉆探任務(wù)撤離該地段。

3.2 鉆探成果

1月15日晚開始進(jìn)行ZK2鉆孔的鉆進(jìn)工程，鉆孔0～0.3 m為巷道支護(hù)和碎石填充袋，由于支護(hù)墻與巷道巖層之間充滿碎石填充袋，給前期打孔造成阻礙；0.3～13 m段為泥灰?guī)r，淺灰色薄層，節(jié)理發(fā)育；巖芯較完整，局部小破碎帶；在深度約4 m處開始出水；在深度13 m打到風(fēng)化泥巖層，出水量變大，17 m處達(dá)到最大值為4.8 m3/h；巖芯破碎16 m后采取率不足10%；37 m出現(xiàn)掉鉆情況，鉆桿磨損嚴(yán)重。經(jīng)場技術(shù)人員與鉆機(jī)工人協(xié)商后作出了終止鉆進(jìn)計劃。

1月19日轉(zhuǎn)到ZK3，鉆孔0～0.3 m為巷道支護(hù)和碎石填充袋，0.3～14 m為泥灰?guī)r，淺灰色薄層，硬度一般，節(jié)理發(fā)育，方解石充填；巖芯完整；在深度約4 m處出現(xiàn)10 cm左右破碎帶開始出水。鉆孔在深度14.5 m打到風(fēng)化泥巖層； 17 m處水量到最大值，為6.93 m3/h。風(fēng)化巖層導(dǎo)致巖心大量破碎24 m后采取率不足10%，鉆探難度加大，且導(dǎo)致鉆桿嚴(yán)重磨損，出現(xiàn)掉鉆情況，故被迫停止繼續(xù)鉆探。

1月22日到ZK1，鉆孔0.3～0.8 m左右為袋裝碎石支護(hù)；3～6 m的巖芯破碎節(jié)理面方解石充填，4 m處出水，水量穩(wěn)定在，水通過支護(hù)內(nèi)的袋裝碎石向下滲透；深度6 m打到強(qiáng)風(fēng)化巖層，7 m處呈泥巖芯不可取，鉆孔坍塌無法鉆進(jìn)，故被迫停止鉆探。按進(jìn)程23號將對ZK4進(jìn)行作業(yè)，但由于此處積水量過多，機(jī)械和操作人員無法前往打鉆。且此處巷道已打穿五指山組第一段(D3w1)與榴江組(D3L1)交界處。所揭露的巖層為泥質(zhì)灰?guī)r和硅質(zhì)灰?guī)r，淺灰色至深灰色，巖性穩(wěn)定。經(jīng)技術(shù)人員上報領(lǐng)導(dǎo)研究決定可以不進(jìn)行鉆探作業(yè)。至此持續(xù)一周的工程鉆探工作結(jié)束。

220中段ZK1～ZK4鉆孔鉆探工程量如表1所示。

表1 220中段ZK1～ZK4鉆孔鉆探工程量

4 結(jié) 語

根據(jù)各個已深入打鉆的鉆孔所呈現(xiàn)的地質(zhì)條件和ZK4展現(xiàn)的地質(zhì)情況可見，該地段的五指山組第一段(D3w1)為強(qiáng)風(fēng)化含水層，厚度至少有30 m，如果在該層進(jìn)行掘進(jìn)，掘進(jìn)面易出現(xiàn)垮塌透水現(xiàn)象，將影響施工進(jìn)度并嚴(yán)重危脅施工人員和巷道的安全，原定方案2中挖掘新巷道的可行性需另行商討。鉆孔所呈現(xiàn)的現(xiàn)有巷道與強(qiáng)風(fēng)化帶之間的6～13 m厚的較好巖層可知，方案1在雙軌改造工程中更為可行。

[1] 白峰青, 李沖. 掘進(jìn)巷道超前探測技術(shù)研究[J]. 礦業(yè)工程研究, 2012,27(4):4-6.

[2] 馮科技, 董瑞斌. 鉆探控制標(biāo)志層在巖巷掘進(jìn)中的應(yīng)用[J]. 中州煤炭, 2011(11):75-76.

A Study on Monorail and Double Track Project of Transport Lane

DENG Guiyuan1, LIANG Zhidong1, ZHANG Liyun2

(1.CITICDamengMiningIndustriesLimited,DaxinManganeseMineBranch,Daxin,Guangxi532315,China; 2.CITICDamengMiningIndustriesLimited,Nanning,Guangxi530029,China)

It is difficult to control the thickness of the aquifer in the construction of the 220 rail roadway in the eastern part of China by using the monorail and double track scheme in the goaf area and the strongly weathered aquifer. The geological and hydrogeological conditions of this area are analyzed synthetically. The method of controlling the horizons by controlling the weathered aquifer is proposed to determine the feasibility of expanding new roadway.

Strongly weathered aquifer; Goaf; Engineering exploration

2016-06-05

鄧貴元(1987-)，男(壯族)，廣西武鳴縣人，地質(zhì)助理工程師，研究方向：礦山水文與礦山地質(zhì)，手機(jī)：15177469131，E-mail：15177469131@qq.com.

TD527

B

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.05.038