礦井建設(shè)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(shè)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(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(shè)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(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(shè)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(shè)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(shè)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(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可以歸納如下。

1.1 形變的時間特點

軟巖巷道在礦井建設(shè)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(shè)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(yīng)

軟巖巷道在礦井建設(shè)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(shè)工作時，應(yīng)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(shè)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(yīng)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(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(shè)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(shè)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(shè)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(yīng)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(shè)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(shè)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(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，一般應(yīng)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(yīng)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(shè)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(shè)U 型棚等方式，提高支護效果。

3 礦井建設(shè)中軟巖巷道施工注意事項

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(yīng)力特點，在重點巷道開挖時，應(yīng)當盡量保證其膨脹性最小、強度最大，避免巷道走向與地應(yīng)力出現(xiàn)交合現(xiàn)象；科學設(shè)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(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(shè)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(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，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(shè)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(yīng)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(shè)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。總之，希望該文能夠為相關(guān)工程建設(shè)實際帶來一定的借鑒意義。