地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜地段巷道優(yōu)化設(shè)計(jì)

關(guān)鍵詞: 地質(zhì)構(gòu)造;斷層;煤層;巷道優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　1 地質(zhì)概況

　　朱集西井田位于淮南煤田的北部,,井田總體構(gòu)造形態(tài)為一軸向北西西的背、向斜。背斜軸部附近兩翼地層傾角較大,為20~25°,南部寬緩向斜地層傾角平緩在5~10°。全區(qū)可劃分為五個(gè)褶曲(2個(gè)背斜、3個(gè)向斜),其中規(guī)模較大的有三個(gè),控制著全區(qū)的煤層形態(tài)。井田內(nèi)共發(fā)現(xiàn)斷層(≥10m)46條。其中有正斷層7條,逆斷層39條,井田中部斷層較少。南部邊界斷層(組)發(fā)育規(guī)律性強(qiáng),易于控制;而北部邊界斷層既有逆掩斷層的上盤推覆體,又有大型張性斷裂,兩者疊加形成井田北部邊界斷層發(fā)育十分復(fù)雜。

　　2 FD84斷層揭露情況

　　在井底車場(chǎng)所施工的巷道中揭露較大斷層(落差>10m)FD84斷層,FD84斷層:為正斷層,產(chǎn)狀349°∠70~85°,H=0~15m,在井底車場(chǎng)副井南馬頭門、-962水平井底車場(chǎng)存車線、充電硐室、一號(hào)總回風(fēng)石門、二號(hào)總回風(fēng)石門、以及中央矸石運(yùn)輸機(jī)巷、梯子間通道等地點(diǎn)都揭露該斷層。斷層為高角度張扭性斷層,斷層面附近巖層擠壓揉皺現(xiàn)象明顯,部分地段揭露有斷層面出現(xiàn)彎曲和反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。巷道揭露斷層時(shí)無水或少量滲水。

　　3 -895m裝載機(jī)聯(lián)巷設(shè)計(jì)方案優(yōu)化

　　3.1 原設(shè)計(jì)方案不足之處

　　1)原設(shè)計(jì)方案巷道需穿過FD84正斷層,巷道施工層位處于泥巖中,由于巷道離斷層較近,泥巖破碎,裂隙發(fā)育,巖石質(zhì)量差,硬度小。FD84斷層為10m~15m落差的大斷層,并伴隨次生斷層的發(fā)育,斷層破碎帶大,圍巖裂隙明顯發(fā)育,在巷道掘進(jìn)過程中易出現(xiàn)片幫、掉頂現(xiàn)象,巷道支護(hù)難度加大,也加大了巷道施工的安全隱患。

　　2)由于FD84斷層為正斷層,屬于張性斷層,且距煤層距離近,斷層帶具有突出危險(xiǎn)性區(qū)段,在巷道掘進(jìn)過程中可能會(huì)出現(xiàn)瓦斯異常現(xiàn)象,甚至可能會(huì)誘發(fā)煤與瓦斯突出。再之,FD84斷層切斷11煤組上覆厚層細(xì)砂巖、下伏厚層塊狀砂巖(K3砂巖),大大加大巷道掘進(jìn)的安全隱患。

　　3.2 FD84斷層位置及11煤組賦存情況探查

　　此前探查位于-895轉(zhuǎn)載機(jī)聯(lián)巷Z3點(diǎn)前7.0m(巷道迎頭),設(shè)計(jì)2個(gè)孔,合計(jì)工程量為49m。

　　3.2.1 探查目的

　　1)確定FD84斷層的具體位置及導(dǎo)水性;

　　2)確定斷層上盤11-2煤距巷道底板最小法距;

　　3)為下一步巷道掘進(jìn)提供詳實(shí)的地質(zhì)資料。

　　3.2.2 探查結(jié)果

　　1)斷層距巷道迎頭6.5m,斷層無導(dǎo)水性。

　　2)-895m裝載機(jī)聯(lián)巷(Z3點(diǎn)前7.0m),現(xiàn)迎頭處在FD84斷層上盤,巷道底板距11-2煤頂板最小法距為19.2m±,距11-1煤頂板法距為23.2m±;11-2煤厚1.8m,11-1煤厚0.8m,11-1煤與11-2煤的層間距為1.8m。當(dāng)巷道處在FD84斷層下盤時(shí),巷道底板距11-2煤頂板最小法距為4.5m±,距11-1煤頂板法距為7.5m±;11-2煤厚1.1m。根據(jù)11-2煤探查結(jié)果所得煤巖層傾角,判斷該層煤發(fā)生錯(cuò)動(dòng),落差為15.2m,從而推斷FD84斷層的落差為15.2m。

　　3)地層主要以泥巖為主,上盤11-2煤上部有兩層煤線。

　　3.3 巷道優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　1)根據(jù)鉆探結(jié)果,設(shè)計(jì)部門更改原設(shè)計(jì)方案,原巷道提前拐彎,避過FD84斷層,巷道左幫距FD84斷層最小距離為10.7m,現(xiàn)設(shè)計(jì)巷道處在斷層上盤,距煤層遠(yuǎn),掘進(jìn)安全系數(shù)大大提高,且減小了掘進(jìn)工程量。如圖1。

　　2)對(duì)斷層破碎帶及下盤煤層進(jìn)行注漿加固。

　　① 加固方案

　　根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件在膠帶輸送機(jī)檢修巷Z3點(diǎn)前7.6m處,用SGZ-ⅢA型鉆機(jī)施工注漿孔,鉆孔施工至15~20米深時(shí),下入φ91mm套管進(jìn)行注漿固管,待凝固48小時(shí)后進(jìn)行耐壓試驗(yàn),試驗(yàn)后達(dá)到設(shè)計(jì)注漿壓力后鉆進(jìn)至第一受注段即可進(jìn)行注漿加固,鉆孔施工至受注段分段高采用水泥單液漿進(jìn)行進(jìn)行注漿加固。注漿孔的布孔水平間距10米(根據(jù)注漿量和注漿壓力適時(shí)調(diào)整水平間距),垂直間距為4米即巷道頂板上2米,巷道底板下2米和巷道中間。

　�、� 注漿參數(shù)設(shè)計(jì)

　�、� 注漿效果分析

　　本次注漿工注入水泥966袋(48.3t),其中3#孔注入112袋(5.6t),11號(hào)孔注入98袋(4.9t),13號(hào)孔注入108袋(5.4t),17號(hào)孔注入88袋(4.4t),進(jìn)過后期觀察,-895裝載機(jī)聯(lián)巷在掘進(jìn)過程中,巷道涌水量?jī)H為0.4m3/h,瓦斯含量?jī)H為0.3%,達(dá)到了預(yù)期注漿效果。

　　4 結(jié)論

　　1)這次探查結(jié)合中央矸石運(yùn)輸機(jī)巷實(shí)際揭露FD84斷層位置,可以較明確的推斷出膠帶輸送機(jī)檢修巷掘進(jìn)過程中揭露該斷層的位置。

　　2)井下巷道設(shè)計(jì)與地質(zhì)構(gòu)造密切相關(guān),地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜程度直接影響了巷道的設(shè)計(jì)、掘進(jìn)、支護(hù)等等,最大限度的優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠?qū)ο锏揽焖侔踩�掘進(jìn)提供很好的幫助。

　　參考文獻(xiàn):

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　　[2]何華,復(fù)雜地質(zhì)條件下煤與瓦斯突出礦井優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].煤炭工程,2011(8):1-3,7