關于礦井建設中軟巖巷道掘進施工技術的探討

鄭永峰

摘 要：自改革開放以來，我國的社會經(jīng)濟得到全面發(fā)展，能源需求日益增大，采礦行業(yè)因此得到大規(guī)模發(fā)展。軟巖巷道是礦井建設中非常復雜的一項工作，軟巖巷道掘進施工質量對礦井建設安全具有重要影響，其施工水平?jīng)Q定礦井建設水平。

關鍵詞：礦井建設;軟巖巷道;掘進施工

1 礦井軟巖巷道特征

在地質結構中，軟巖是一種相對性的地質結構，具體是指在特殊的地質環(huán)境下，該地質具有明顯塑性變形特征的復雜巖石，在外力的作用下導致地質結構變形，這種易變形的地質結稱為軟巖[1]。在礦井建設中，軟巖巷道占據(jù)重要地位，圍巖變形主要受地應力和空間規(guī)律的影響。地應力對軟巖巷道變形的影響具有方向性;空間規(guī)律對圍巖的影響主要受軟巖巷道的深度，深度越深越容易出現(xiàn)圍巖形變和不穩(wěn)定?；诖?，重點分析礦井軟巖巷道的特征。

1.1 形變的時間特點

在軟巖巷道變形中，從變形的時間點來看具有明顯的時間特點，通常情況下出現(xiàn)變形有三個階段的規(guī)律。初期，軟巖巷道的變形量較大，故在施工過程中需要支撐力較大的支護結構，同時支護結構具備相應的彈性，防止在極限變形狀態(tài)下破壞支護結構。

1.2 形變的下沉量

在軟巖巷道施工中，施工量越大，下沉量也就越大，在開挖過程中，頂板下沉現(xiàn)象比較常見，同時還會出現(xiàn)兩幫位移現(xiàn)象和底板鼓起現(xiàn)象，當下沉量到一定時則會破壞頂板和兩幫，影響到軟巖巷道施工質量。

1.3 形變的空間規(guī)律

在軟巖巷道施工中，影響到圍巖變形最主要的因素是軟巖巷道自身深度，深度越深越容易影響到圍巖的穩(wěn)定性，并出現(xiàn)圍巖變形。另外，地應力的大小還會影響到軟巖巷道的變形，且具有方向性的特征。

1.4 形變帶來的邊緣效應

環(huán)境變化和地應力對軟巖巷道圍巖形變的影響較大，特別是在開挖過程中，隨著開挖力度和規(guī)模加大，越容易出現(xiàn)變形。同時軟巖具有易擾動、流變性、崩解性、膨脹性和可塑性特征[2]。在長期施工過程中，易出現(xiàn)圍巖變形，且變形不可逆，體會增大，影響到外界環(huán)境的擾動，導致軟巖巷道施工困難。故在軟巖巷道施工中，必須要全面、細致分析軟巖特征，采取有效的施工技術。

2 軟巖巷道掘進施工需要注意的事項

2.1 工程地質探測

由于能源采礦的地理位置比較特殊，地質環(huán)境復雜，給礦井建設帶來一定的困難和難度。故在礦井建設軟巖巷道掘進施工前，必須要對施工區(qū)域的地質進行全面的勘探，了解施工區(qū)的地質情況，防止在施工過程中，遇到不良巖層和含水構造，導致在施工過程中出現(xiàn)大量的地下水，為軟巖巷道掘進施工帶來一定的災害，影響到整個礦井建設的施工進度。故在礦井建設軟巖巷道施工中地質探測十分重要，在探測過程中需要注意對應的事項：在進行地質探測時，必須要有準確的探測數(shù)據(jù)，包括水文和地質狀態(tài)，這樣才能為施工者提供最可靠的、準確的數(shù)據(jù);開展地質探測主要是為了確保施工的安全性和施工進度，通過地質探測可有效預防一些不良巖體在施工過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象，包括巷道的圍巖發(fā)生冒落和地下水涌出等等。另外在地質探測的數(shù)據(jù)，能夠為礦井施工建設提供最有效的數(shù)據(jù)，從而制動最為合適的施工建設，從而大大提高礦井建設效率，縮短建設時間。

2.2 施工時間

由于軟巖巷道的周圍環(huán)境比較復雜，加上自身的不穩(wěn)定性，故對施工時間有著較高的要求，如果時間超過圍巖自穩(wěn)時間，很容易出現(xiàn)頂板冒落。所以在施工過程中，必須要充分重視圍巖自穩(wěn)時間。

2.3 巷道位置

地質條件復雜是礦井工程施工最常見的問題，因為礦井建設的地質構造具有多樣化，在礦井建設設計階段，就應該整體考慮，科學合理的設計巷道位置，采用最先進的科學技術，這樣才能提高巷道施工的進度，減少施工成本。所以在設計前期，就應該熟悉施工現(xiàn)場的水文情況和地質構造，充分考慮巖石的應力和巖性。在巷道掘進施工中，選擇水文條件、地質構造比較簡單的地區(qū)，確保膨脹性最小。另外巷道斷面形狀一定要合適，否則很容易影響到巷道的穩(wěn)定性，故需要充分考慮原巖的方向和大小，選擇最簡單的巷道位置，施工順序簡單、合理即可。

2.4 軟巖巷道破巖技術

由于軟巖巷道的圍巖比較脆弱和復雜，在破巖時必須要考慮到是否會破壞巷道的圍巖。破巖技術的合理選擇，既不會影響到支護措施，也不會破壞圍巖巷道。最好選擇一些對軟巖巷道破壞較小的破巖技術，比如機械破巖技術和光面爆破技術等。

3 礦井建設中軟巖巷道施工技術分析

由于礦井建設的地理位置比較特殊，在軟巖巷道施工過程中通常要做好充分的準備工作，并使用先進的施工工藝，首先全面了解軟巖巷道施工地區(qū)的具體地質結構和水文情況，并測量工巖石的巖性和應力，根據(jù)測量結果選擇最為合適的施工方法。然后，在確認巷道的穩(wěn)定時，必須要根據(jù)軟巖巷道的截面的實際情況，選擇合適的施工布置，確保巷道的穩(wěn)定。

3.1 軟巖巷道掘進施工前的技術研究

由于巷道掘進施工的位置和地質環(huán)境比較特殊，需要把握施工時間，防止出現(xiàn)頂板暴露，然后制定詳細具體的施工方案，確定具體的巷道位置和掘進方向，確保施工過程中的安全性。在注漿方法上，特別是在施工位置靠近松散巖體和含水層時，一定要先進行注漿，其目的是固結巖體，防止松散的巖體影響到掘進施工的質量和安全，以注漿的方式封堵含水層以及松散巖體。在利用注漿加固松散巖體時，必須要科學合理選擇探眼，并預留探眼，在進行注漿，如果巷道斷面面積較大，探眼需要充分發(fā)揮去氣壓平衡孔和探測的作用，還需要合理控制周圍眼的間距，探眼之間的距離控制在10-15cm之間。在封堵水層結構時，當探眼出現(xiàn)水時必須要停止施工，并對該探眼進行注漿封堵含水層。

3.2 軟巖巷道掘進施工中的技術研究

在礦井建設中軟巖巷道掘進施工中，施工技術的選擇需要考慮眾多因素，因為巷道施工位置的地質情況比較復雜，在不了解鑿巖的情況下進行施工，很容易出現(xiàn)構造被揭露或者是斷層現(xiàn)象，最終導致地下水涌出，頂板松散巖體發(fā)生冒落，影響到施工質量和進度。所以在這種情況下，必須要采取預防頂板冒落的施工方案。常見的方案有封堵含水層和注漿固結松散巖體。

混凝土注漿墻。注漿墻施工盡量縮短與工作邊的距離，首先清理工作面，然后進行施工。注漿墻采取鋼筋混凝土，這樣可保障注漿墻的承載力。為了有效提高注漿墻施工效率，在混凝土攪拌中增加水泥復合早強劑，既能縮短工期，又能提高混凝土的強度;注漿管敷設。所謂的注漿管就是利用注漿對巖塊進行固結和封水，注漿管主要是設置在巷道輪廊線構造內(nèi)，然后對其進行注漿，在混凝土止?jié){7天后注漿，漿液的配合比例必須要滿足施工要求，在封堵前漿液必須要達到輪廊線外2-3m的距離，注漿完成后，終壓要到靜水壓的2.5-3倍;掘進施工。一般情況下注漿固結結束3天后進行巷道施工建設，這樣可以保障掘進施工的安全性，防止出現(xiàn)巷道崩塌現(xiàn)象;巷道支護。巷道支護必須要選擇柔性始終、剛度合適的支架，既能發(fā)揮圍巖的自承能力，保護支架的穩(wěn)定性。在二次支護時需要充分考慮巷道的穩(wěn)定性和安全性，采取錨噴支護和砌筑支護，這兩種支護可有效保障圍巖的安全性和穩(wěn)定性。

4 結語

總之，在礦井建設中軟巖巷道掘進施工特別重要，尤其是施工技術的選擇，否會會影響到礦井安全穩(wěn)定和礦井建設施工質量。根據(jù)實際情況，選擇合適的施工技術，控制好每一道施工環(huán)節(jié)，從而確保礦井建設的質量，保障礦井生產(chǎn)的安全。

參考文獻：

[1]唐光曙.礦井建設中軟巖巷道掘進施工技術研究[J].中國科技投資，2018（27）：145.

[2]王偉.礦井建設中軟巖巷道掘進施工技術的探討[J].建筑工程技術與設計，2018（23）：300.