礦井建設(shè)中軟巖巷道掘進(jìn)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(shè)中施工質(zhì)量的控制點(diǎn)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(shè)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(jìn)程確定可以采用的施工技術(shù)，同時(shí)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(shè)質(zhì)量水平，進(jìn)一步提高采礦規(guī)模和開采效益，發(fā)揮能源在國計(jì)民生項(xiàng)目中的基礎(chǔ)服務(wù)作用。

該文著眼礦井建設(shè)中軟巖巷道施工技術(shù)的改進(jìn)與提高，在詳細(xì)分析軟巖巷道特征的基礎(chǔ)上，圍繞礦井建設(shè)中軟巖巷道掘進(jìn)施工進(jìn)程，提出了軟巖巷道揭露前和揭露后的施工技術(shù)特點(diǎn)，對這些特點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并結(jié)合作者的工作經(jīng)驗(yàn)提出了礦井建設(shè)軟巖巷道施工掘進(jìn)過程中的注意事項(xiàng)。通過這些工作，作者希望對礦井建設(shè)中軟巖巷道施工掘進(jìn)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(jià)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(fù)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(shè)中，軟巖巷道圍巖變形主要受空間規(guī)律和地應(yīng)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(yīng)力方面，軟巖巷道的變形往往具有方向性?；谛纬稍?，礦井建設(shè)中軟巖巷道具有的特點(diǎn)可以歸納如下。

1.1 形變的時(shí)間特點(diǎn)

軟巖巷道在礦井建設(shè)施工掘進(jìn)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(hù)時(shí)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(shè)施工掘進(jìn)的進(jìn)行，下沉量會越來越大，同時(shí)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(yīng)

軟巖巷道在礦井建設(shè)施工掘進(jìn)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(shè)工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)細(xì)致分析軟巖特征，這樣才能更好地實(shí)施相關(guān)技術(shù)[2]。

2 礦井建設(shè)中軟巖巷道施工技術(shù)特點(diǎn)分析

軟巖巷道所處的地理位置比較特殊，在采用先進(jìn)的施工工藝之前需要做好必要的準(zhǔn)備工作，首先工程人員應(yīng)該探測清楚當(dāng)?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(yīng)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(yīng)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(shè)施工掘進(jìn)過程中表現(xiàn)的特性，在進(jìn)行施工時(shí)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(jìn)行軟巖巷道施工時(shí)采用的技術(shù)具有以下特點(diǎn)。

2.1 軟巖巷道揭露前的施工技術(shù)特點(diǎn)

礦井建設(shè)施工掘進(jìn)時(shí)，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(diǎn)的分析與運(yùn)用。

首先，需要把握好施工時(shí)間，尤其要高度重視圍巖的自穩(wěn)時(shí)間，因?yàn)闀r(shí)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(xì)具體的施工方案，確定掘進(jìn)的方向和具體位置，要結(jié)合地質(zhì)勘測報(bào)告，從整體合理安排，不但要考慮現(xiàn)存的技術(shù)設(shè)備是否能夠打通巷道，也要考慮經(jīng)濟(jì)成本，使得整個施工能夠高效進(jìn)行。同時(shí)，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(shè)出高強(qiáng)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(shí)達(dá)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(shí)，應(yīng)該通過工作面巖冒的方法進(jìn)行注漿；在進(jìn)行松散巖體注漿時(shí)，需要選好探眼進(jìn)行注漿等。

最后，要注意對探眼進(jìn)行設(shè)計(jì)，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(diǎn)，可以有效地促進(jìn)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(diǎn)

礦井建設(shè)施工掘進(jìn)時(shí)，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(diǎn)的分析與運(yùn)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(dāng)?shù)氐刭|(zhì)特點(diǎn)進(jìn)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(yán)重地還會導(dǎo)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(xué)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(jìn)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(fù)合早強(qiáng)劑提高混凝土的強(qiáng)度、縮短施工時(shí)間。另外，注漿材料需要良好的可注性，同時(shí)確保具有一定的強(qiáng)度、抗?jié)B、穩(wěn)定、耐久和收縮率小的特點(diǎn)，從而保證可以實(shí)施安全穩(wěn)定的封堵。

再次，需要注意注漿管敷設(shè)工作，應(yīng)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(shí)，一般應(yīng)控制在混凝土止?jié){7 天后再開始使用科學(xué)配比的水玻璃雙液漿進(jìn)行注漿，漿液的擴(kuò)散范圍應(yīng)該達(dá)到巷道掘進(jìn)輪廓以外2 cm ～3 cm 的距離，注漿結(jié)束后漿液壓力要達(dá)到靜水壓的2.5 倍～3 倍。

再次，在軟巖巷道掘進(jìn)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?yàn)樽{的不完全固結(jié)而導(dǎo)致巷道崩塌，從而引發(fā)安全事故。

最后，需要注意巷道支護(hù)。設(shè)計(jì)支護(hù)方案時(shí)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(hù)時(shí)需要考慮到巷道的安全性與穩(wěn)定性，可以將砌筑支護(hù)或錨噴支護(hù)當(dāng)作二次支護(hù)，方便控制二次支護(hù)的時(shí)間。在巖巷或煤巷掘進(jìn)作業(yè)時(shí)，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(jìn)前施工超前管棚，以掩護(hù)掘進(jìn)工作面人員安全施工；縮短工作面掘進(jìn)長度，采用短掘、短支作業(yè)方式，加強(qiáng)頂板管理，及時(shí)噴漿封閉外露圍巖；必要時(shí)，如果巖層相對較高，只采用一種支護(hù)方式難以達(dá)到預(yù)定效果時(shí)，可以考慮采用聯(lián)合支護(hù)方式，例如柔性加被動支護(hù)中的施工加長錨索、外架設(shè)U 型棚等方式，提高支護(hù)效果。

3 礦井建設(shè)中軟巖巷道施工注意事項(xiàng)

軟巖巷道對于礦井建設(shè)具有重要的作用，在施工過程中除了分析其技術(shù)特點(diǎn)之外，還需要對施工注意事項(xiàng)進(jìn)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(shí)，需要注意把握好施工時(shí)間。要科學(xué)合理地制定施工方案，獲得項(xiàng)目經(jīng)理部審批后要嚴(yán)格按照時(shí)間節(jié)點(diǎn)組織施工。要高度重視圍巖的自穩(wěn)時(shí)間，如果自穩(wěn)時(shí)間選取較短，容易出現(xiàn)頂板冒落的隱患，如果自穩(wěn)時(shí)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(jìn)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(hù)措施造成影響，因此要盡可能地選擇光面爆破技術(shù)、機(jī)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(xué)合理地布置施工位置。由于礦井地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)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(shí)需要結(jié)合科學(xué)合理的施工位置。結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況和水文情況，考慮巖石巖性與應(yīng)力特點(diǎn)，在重點(diǎn)巷道開挖時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量保證其膨脹性最小、強(qiáng)度最大，避免巷道走向與地應(yīng)力出現(xiàn)交合現(xiàn)象；科學(xué)設(shè)計(jì)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(xiàng)開展相關(guān)工序，能夠提高技術(shù)特點(diǎn)發(fā)揮最大效益，有助于礦井建設(shè)過程的整體把控。

4 結(jié)語

在礦井建設(shè)中，軟巖巷道具有重要的地位，它能否順利進(jìn)行施工直接影響了礦井的安全運(yùn)作，所以必須要高度重視礦井建設(shè)過程中軟巖巷道掘進(jìn)施工技術(shù)的研究工作。同時(shí)，軟巖巷道也有自身的特點(diǎn)，形變的時(shí)間、形變的下沉量以及形變帶來的邊緣效應(yīng)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(diǎn)，同時(shí)，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(jìn)程。

該文著眼于礦井建設(shè)中軟巖巷道施工掘進(jìn)技術(shù)，從分析軟巖巷道空間規(guī)律和地應(yīng)力特點(diǎn)入手，詳細(xì)分析了軟巖巷道揭露前和揭露后的施工技術(shù)特點(diǎn)，并結(jié)合施工進(jìn)程提出了相關(guān)注意事項(xiàng)。但是，該文對于技術(shù)特點(diǎn)的分析還不夠全面，對于礦井建設(shè)對軟巖巷道的制約性分析不夠深入，結(jié)合實(shí)際情況、如何對施工工藝進(jìn)行細(xì)化、如何對施工方案進(jìn)行詳細(xì)編排，這些都需要在今后的施工過程中繼續(xù)進(jìn)行研究?？傊?，希望該文能夠?yàn)橄嚓P(guān)工程建設(shè)實(shí)際帶來一定的借鑒意義。