平巷掘进中不稳固岩层的处理方法

张孝东

摘 要：由于在施工过程中，会遇到各种不同的特殊地质（断层破碎带、流沙层、淤泥层、砾石层等），这些不同的特殊地质如果处理不好，会引起各种地质灾害，给人民生活和生产造成巨大的伤害，因此平巷在掘进过程中，需要采取正确的施工方法，必要的时候还需采用特殊的施工方法，配置专业的技术人员，同时，进一步在安全控制技术措施上作出相应地分析调整，采取更完善的处理方法和措施，更好地为以后相关研究工作提供一定的依据和指导价值，以期产生更好地经济效益。

关键词：不稳定岩层 平巷掘进 施工方法 安全控制 经济效益

中图分类号：TD235.3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（c）-0046-01

在我国金属矿山及煤矿开采的施工过程中，采用平巷掘进的方法占所有方法的比例是非常大的，在现阶段采用平巷掘进进行施工主要还是使用凿岩爆破法，但是随着遇到的地质等现状条件不断改变，就需要对传统的凿岩爆破法进行改革，因为该文就通过分析现阶段不同的掘进方法，以期为以后的选择提供一种参考。

1 不稳固岩层对施工的危害

1.1 不稳定岩层的特征

不稳定岩层的特征主要有岩体松软（破碎）及承载力低等特征。在进行施工时，不稳定岩层会对平巷造成危害，大致分为挤压变形（冒顶）、片帮及流体状等危害。

1.2 不稳定岩层的分类

不稳定岩层由于其不同的结构及物理力学性质，大致可以有以下几类：（1）中等稳固岩层：该岩层由于其节理裂隙发育及整体强度低，在开挖后大致有一段稳定期，然后就会出现片帮、冒顶等危害现象。（2）破碎岩层：该岩层单体强度较高，整体容易破碎，在开挖后一直就会处于不稳定状态。（3）流沙、砾石岩层：该岩层主要是由流沙及砾石等松散体堆积（胶结）而形成的。（4）砂质粘土、淤泥等软弱岩层。（5）风化岩层：该岩层主要为暴露后易水蚀、风化而出现不稳定等病害。

1.3 不稳定岩层对施工的危害

巷道在掘进过程中，当其穿过不稳定岩层时，砌体边墙会向巷道中间挤入，这时砌体边墙及拱顶就出现裂纹甚至垮塌等问题，进一步巷道底板也会出现底鼓等病害，会造成铁道拉断（变形），机车跳道、巷道积水等严重的现象，这样就会给安全生产带来非常大的隐患。

2 不稳定岩层需要的施工方法

不同类型的不稳定岩层，其产生危害方式和程度也会不一样，通过调查分析研究，其主要有以下几种施工方法，具体如下。

2.1 掩护筒法

掩护筒法是由撞楔法演变而来的一种运用广泛的施工方法，其做法为用金属材料制成的一个圆形整体筒，整体筒里面装有液压千斤顶，该千斤顶压在已经处理过的砌体上，其可以借助千斤顶的力量，将其进入到岩层中，然后在其稳固的情况下，砌筑永久支架，伴随着永久支架不断向前砌筑，掩护筒也就向前一步步推进。

2.2 超前锚杆支护

在破碎程度较严重或塌方区有较多大块砾石的不稳定岩层时，撞楔法施工起来就会比较困难，在这种情况下就应该考虑钢拱架加超前锚杆支护的施工方法。

2.3 注浆法施工

巷道在掘进中，当其穿过裂隙含水层、破碎带及冒落区等不稳定岩层时，可以通过对工作区域进行注浆的方法来处理堵水或加固。

2.4 悬拱法施工

悬拱法主要运用在连续式马口开挖、悬拱等施工方法中，通过调查分析，结合现在成功的案列，可以证明，再不稳定岩层中平巷掘进过程中，悬拱法直接有效的施工方法，在断面较大时，悬拱法可行性和实用性就可以体现的更加直接明了。

3 平巷掘进安全技术控制措施

由于不稳定岩层产生的危害较大，需要在其施工过程中，采取相应的措施来保证安全，通过调查分析研究，其主要有以下几种控制措施，具体如下。

3.1 合理选择凿岩设备

根据不同的不稳定岩层的特点选择合理凿岩设备，是直接影响着平巷掘进机械化作业水平。在现阶段，凿岩设备主要采用的是液压凿岩台车，该台车主要有着功率大、钻速快、在大断面巷道的区域里面可以打任何位置的炮眼等优点；同时其还有相应的特点：（1）效率高、电能耗小；（2）冲击功大、凿速快；（3）工作参数容易调节；（4）钎杆寿命长；（5））噪音小；（6）工作环境污染小。

3.2 改进相关技术结构参数

相关技术结构参数主要体现在爆破参数上，下面就主要分析爆破参数上，爆破工作的主要改进特点主要有增加孔深、扩大孔径、减少孔数、改进平行孔掏槽和光面爆破等一些列的特点。通过对这些特点进行改进，可以进一步提高凿岩效率，同时减少辅助凿岩时间，提高出碴效率，进而减少掘进成本。

3.3 全面推广应用喷锚支护

近几年来，国内外在锚杆型式和安装施工方面做了大量的研究工作，对于一些稳固性较差同时其还得必须进行支护的不稳定岩层，喷锚支护就直接影响着掘进速度。

3.4 加强施工组织管理

通过对平巷掘进的施工技术组织管理进行加强，其可以快速提高掘进速度与工效，对施工进度的控制具有重要的指导价值。平巷掘进所需要的装备的机械自动化化程度也高，其要求施工技术人员组织管理水平也就愈高。在操作相关设备前，操作技术控制人员需要进行严格的岗前技术培训，提高其自身相应技术水平。

4 结论

在岩体中，不稳定岩层是最没有规律的，该不稳定岩层因为其位置的不同，而直接影响其破碎程度、产状、以育规模和程度等，同时许多地方的不稳定岩层由于其存在节理裂隙发育的现象，在过程中也会有不同程度的涌水现象，平巷掘进过程中如遇不稳定岩层，首先应其进行仔细观察、判断、分类，确定相应特征，然后精心制定对应施工方案，一定不要盲目蛮干。

参考文献

[1] 周爱民.有色矿山采矿技术新进展[J].采矿技术，2006（3）：1-7+48.

[2] 陈更根.快速掘进技术在厚层火成岩区巷道的应用[J].采矿技术，2008，8（5）：17-18，21.

[3] 钟纪胜，陈琼，曹明秋.巷道掘进掏槽间距确定方法的探讨[J].采矿技术，2008，8（5）：80，93.

[4] 刘优平，黎剑华，杜大能，等.掏槽爆破中空效应的理论与实验研究[J].矿业研究与开发，2007，27（5）：75-77.

[5] 张运良，曾习华，李志成，等.提高平巷掘进爆破效率的初步尝试[J].矿业研究与开发，1999，17（3）：38-40.

[6] 葛文杰.三山岛金矿上向进路充填采矿法锚杆支护参数的计算[J].采矿技术，2012，12（2）：：24-25.

[7] 周昌达.井巷工程[M].北京：冶金工业出版社，1979：135-160.

[8] 高磊.矿山岩体力学[M].北京：冶金工业出版社，1979：45-77.

[9] 王焕文.锚喷支护[M].北京：煤炭工业出版社，1989：355-367.endprint