礦井建設中軟巖巷道掘進施工技術(shù)研究

楚德海

（華能滇東礦業(yè)分公司，云南 曲靖 655507）

礦井建設中施工質(zhì)量的控制點很多，安全影響因素需要全面考慮，否則容易引發(fā)安全事故。軟巖巷道作為礦井建設中重要的質(zhì)量與安全控制環(huán)節(jié)，由于其特殊的地質(zhì)構(gòu)造和施工要求，需要結(jié)合自身特性和施工進程確定可以采用的施工技術(shù)，同時要不斷地更新施工技術(shù)，努力提高施工質(zhì)量管控水平，只有這樣才能減少安全事故隱患，提高礦井建設質(zhì)量水平，進一步提高采礦規(guī)模和開采效益，發(fā)揮能源在國計民生項目中的基礎(chǔ)服務作用。

該文著眼礦井建設中軟巖巷道施工技術(shù)的改進與提高，在詳細分析軟巖巷道特征的基礎(chǔ)上，圍繞礦井建設中軟巖巷道掘進施工進程，提出了軟巖巷道揭露前和揭露后的施工技術(shù)特點，對這些特點進行了詳細的分析，并結(jié)合作者的工作經(jīng)驗提出了礦井建設軟巖巷道施工掘進過程中的注意事項。通過這些工作，作者希望對礦井建設中軟巖巷道施工掘進技術(shù)做一個全面的總結(jié)與拓展研究，以期為同類工程施工提供一定的參考價值和借鑒意義。

1 礦井軟巖巷道特征分析

軟巖通常是指在特定的地質(zhì)環(huán)境下具有較明顯塑性變形特征的復雜巖石，由于工程載荷的壓迫或地質(zhì)結(jié)構(gòu)形變而形成[1]。在礦井建設中，軟巖巷道圍巖變形主要受空間規(guī)律和地應力兩方面的影響。在空間規(guī)律方面，圍巖的穩(wěn)定性和形變過程都受到軟巖巷道深度的影響；在地應力方面，軟巖巷道的變形往往具有方向性?；谛纬稍颍V井建設中軟巖巷道具有的特點可以歸納如下。

1.1 形變的時間特點

軟巖巷道在礦井建設施工掘進的初期階段發(fā)生形變的可能性較大，因此在后期施工支護時要采用支撐力比較大的特殊結(jié)構(gòu)，還要考慮具有一定的彈性。

1.2 形變的下沉量

軟巖巷道隨著礦井建設施工掘進的進行，下沉量會越來越大，同時還會出現(xiàn)底板鼓起、兩幫位移的現(xiàn)象，給頂板和兩幫帶來一定程度的破壞。

1.3 形變帶來的邊緣效應

軟巖巷道在礦井建設施工掘進中產(chǎn)生的形變屬于工程中的不可逆現(xiàn)象，必然會伴隨著巖石流變性、膨脹性、擾動性與崩解性等現(xiàn)象的發(fā)生，所以在軟巖巷道建設工作時，應當細致分析軟巖特征，這樣才能更好地實施相關(guān)技術(shù)[2]。

2 礦井建設中軟巖巷道施工技術(shù)特點分析

軟巖巷道所處的地理位置比較特殊，在采用先進的施工工藝之前需要做好必要的準備工作，首先工程人員應該探測清楚當?shù)氐乃那闆r和具體的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，需要測量和掌握巖石的應力與巖性，根據(jù)膨脹性和硬度選擇合適的施工方法；其次，應該根據(jù)軟巖巷道的斷面確定巷道的穩(wěn)定性，根據(jù)穩(wěn)定性決定軟巖巷道施工的布置。

基于軟巖巷道在礦井建設施工掘進過程中表現(xiàn)的特性，在進行施工時需要特別注意對技術(shù)的采用和對安全的管控，具體來說，進行軟巖巷道施工時采用的技術(shù)具有以下特點。

2.1 軟巖巷道揭露前的施工技術(shù)特點

礦井建設施工掘進時，在軟巖巷道揭露前的施工過程中，需要注意以下技術(shù)特點的分析與運用。

首先，需要把握好施工時間，尤其要高度重視圍巖的自穩(wěn)時間，因為時間較短而引起頂板出現(xiàn)暴露現(xiàn)象，就會出現(xiàn)冒落的現(xiàn)象。

其次，需要制定詳細具體的施工方案，確定掘進的方向和具體位置，要結(jié)合地質(zhì)勘測報告，從整體合理安排，不但要考慮現(xiàn)存的技術(shù)設備是否能夠打通巷道，也要考慮經(jīng)濟成本，使得整個施工能夠高效進行。同時，對于施工過程中主要的軟巖巷道不要出現(xiàn)走向接近的情況，確保建設出高強度、低膨脹性的軟巖巷道，確保施工過程中的安全性。

再次，需要注意注漿的方法，力求同時達到固結(jié)松散巖體與封堵含水結(jié)構(gòu)的效果。在巷道與松散巖體接近時，應該通過工作面巖冒的方法進行注漿；在進行松散巖體注漿時，需要選好探眼進行注漿等。

最后，要注意對探眼進行設計，一方面使其可以發(fā)揮探測、氣壓平衡孔的作用，另一方面還要注意對周邊眼的間距控制在100 mm ～150 mm。

在施工過程中把握好以上技術(shù)特點，可以有效地促進軟巖巷道揭露前的施工。

2.2 軟巖巷道揭露后的施工技術(shù)特點

礦井建設施工掘進時，在軟巖巷道揭露后的施工過程中，需要注意以下技術(shù)特點的分析與運用。

首先，需要注意對地質(zhì)狀況的分析與研判，要注意依據(jù)當?shù)氐刭|(zhì)特點進行巖石開鑿，否則容易出現(xiàn)地質(zhì)結(jié)構(gòu)斷層的現(xiàn)象，嚴重地還會導致地下水增加，給施工帶來不必要的難度和隱患。

其次，需要注意科學合理地開展混凝土注漿墻施工，在確保注漿墻與工作邊之間的距離足夠小的前提下進行工作面清理，可以使用一定量的鋼筋混凝土，也可以摻入適量的水泥復合早強劑提高混凝土的強度、縮短施工時間。另外，注漿材料需要良好的可注性，同時確保具有一定的強度、抗?jié)B、穩(wěn)定、耐久和收縮率小的特點，從而保證可以實施安全穩(wěn)定的封堵。

再次，需要注意注漿管敷設工作，應該使注漿管的管口伸入到巷道輪廓線外的構(gòu)造里面；在注漿封水與固結(jié)巖塊時，一般應控制在混凝土止?jié){7 天后再開始使用科學配比的水玻璃雙液漿進行注漿，漿液的擴散范圍應該達到巷道掘進輪廓以外2 cm ～3 cm 的距離，注漿結(jié)束后漿液壓力要達到靜水壓的2.5 倍～3 倍。

再次，在軟巖巷道掘進施工過程中，需要保證注漿固結(jié)后才可以展開施工，避免因為注漿的不完全固結(jié)而導致巷道崩塌，從而引發(fā)安全事故。

最后，需要注意巷道支護。設計支護方案時要依據(jù)地質(zhì)勘探結(jié)果選擇剛度合理、柔性適中的支架，這樣一方面可以發(fā)揮圍巖的自承能力，另一方面可以避免在壓力的作用下破壞支架；二次支護時需要考慮到巷道的安全性與穩(wěn)定性，可以將砌筑支護或錨噴支護當作二次支護，方便控制二次支護的時間。在巖巷或煤巷掘進作業(yè)時，如果遇大的斷層或地質(zhì)構(gòu)造帶，現(xiàn)場揭露的圍巖極為破碎，首先要采取工作面注漿以加固破碎圍巖，掘進前施工超前管棚，以掩護掘進工作面人員安全施工；縮短工作面掘進長度，采用短掘、短支作業(yè)方式，加強頂板管理，及時噴漿封閉外露圍巖；必要時，如果巖層相對較高，只采用一種支護方式難以達到預定效果時，可以考慮采用聯(lián)合支護方式，例如柔性加被動支護中的施工加長錨索、外架設U 型棚等方式，提高支護效果。

3 礦井建設中軟巖巷道施工注意事項

軟巖巷道對于礦井建設具有重要的作用，在施工過程中除了分析其技術(shù)特點之外，還需要對施工注意事項進行全面掌握，以確保施工質(zhì)量符合規(guī)范要求、施工過程安全可控。

首先，在軟巖巷道施工時，需要注意把握好施工時間。要科學合理地制定施工方案，獲得項目經(jīng)理部審批后要嚴格按照時間節(jié)點組織施工。要高度重視圍巖的自穩(wěn)時間，如果自穩(wěn)時間選取較短，容易出現(xiàn)頂板冒落的隱患，如果自穩(wěn)時間選取較長，會影響后續(xù)工序的編排從而影響總的施工進度。

其次，要選用合適的軟巖巷道破巖技術(shù)。合適的破巖技術(shù)，既不會破壞圍巖巷道，也不會對支護措施造成影響，因此要盡可能地選擇光面爆破技術(shù)、機械破巖技術(shù)，以盡量減少對軟巖巷道造成的額外破壞。

最后，要科學合理地布置施工位置。由于礦井地質(zhì)環(huán)境較為復雜，地質(zhì)結(jié)構(gòu)較難勘測完全清楚，因此在考慮施工技術(shù)的選取時需要結(jié)合科學合理的施工位置。結(jié)合當?shù)氐刭|(zhì)情況和水文情況，考慮巖石巖性與應力特點，在重點巷道開挖時，應當盡量保證其膨脹性最小、強度最大，避免巷道走向與地應力出現(xiàn)交合現(xiàn)象；科學設計施工工序與巷道斷面形狀，避免巷道斷面影響軟巖巷道的穩(wěn)定性。

在具體的施工過程中，結(jié)合以上注意事項開展相關(guān)工序，能夠提高技術(shù)特點發(fā)揮最大效益，有助于礦井建設過程的整體把控。

4 結(jié)語

在礦井建設中，軟巖巷道具有重要的地位，它能否順利進行施工直接影響了礦井的安全運作，所以必須要高度重視礦井建設過程中軟巖巷道掘進施工技術(shù)的研究工作。同時，軟巖巷道也有自身的特點，形變的時間、形變的下沉量以及形變帶來的邊緣效應都會影響到施工工藝的選擇和技術(shù)的采用。因此，在施工過程中，必然要立足這些特點，同時，結(jié)合軟巖巷道揭露前和揭露后這2 個特殊階段，合理安排施工進程。

該文著眼于礦井建設中軟巖巷道施工掘進技術(shù)，從分析軟巖巷道空間規(guī)律和地應力特點入手，詳細分析了軟巖巷道揭露前和揭露后的施工技術(shù)特點，并結(jié)合施工進程提出了相關(guān)注意事項。但是，該文對于技術(shù)特點的分析還不夠全面，對于礦井建設對軟巖巷道的制約性分析不夠深入，結(jié)合實際情況、如何對施工工藝進行細化、如何對施工方案進行詳細編排，這些都需要在今后的施工過程中繼續(xù)進行研究?？傊Ｍ撐哪軌驗橄嚓P(guān)工程建設實際帶來一定的借鑒意義。