运输巷单轨改双轨工程的研究

邓贵元，梁志东，张丽云

(1. 中信大锰矿业有限责任公司 大新锰矿分公司，广西 大新 532315； 2. 中信大锰矿业有限责任公司，广西 南宁 530029)



运输巷单轨改双轨工程的研究

邓贵元1，梁志东1，张丽云2

(1. 中信大锰矿业有限责任公司 大新锰矿分公司，广西 大新 532315； 2. 中信大锰矿业有限责任公司，广西 南宁 530029)

东部220运输巷单轨改双轨方案在采空区和强风化含水层区域施工，很难控制含水层的厚度。对该区地质及水文地质条件进行综合分析，提出了通过钻探控制强风化含水层的方法控制层位，以确定扩巷和拙进新巷道的可行性。

强风化含水层；采空区；工程勘探

广西大新锰矿地下开采南部矿段设计生产能力100万t/a，设计从采区通过胶带斜井传送到选矿厂，东部运输巷承担了前两者之间的运输能力。

1 工程概况及钻探目的

1.1 工程概况

东部运输巷0至4a线为单轨运输，为了提升运输能力，1线至4a线单轨改双轨势在必行。公司技术人员根据要求设定了两个方案。

方案1：在现有巷道基础上进行扩巷以达到可以铺设双轨的要求。

方案2：掘进新巷道，在4a线运输巷与采准巷交叉处打穿风化层，在岩层较好的硅质岩层中掘进接通1线以实现双轨要求。

1.2 钻探目的

此次钻探工程目的是拟通过4个地质钻孔，根据钻杆取出的岩心，控制风化层的位置和厚度，以便探讨挖掘新巷道和扩巷的方案设计可行性[1]。编号ZK1～ZK2～ZK3～ZK4钻孔分别位于3号、3a、2号、2a勘探线上，全段距离长约400 m。

2 钻探现场及周边地质环境

2.1 周边地质情况

东部运输巷位置在220 m等高线，1至4A线现有运输巷在五指山组第1段(D3w1)中，根据他的岩性和风化、储水情况由新至老分成了3层；上部(D3w13)为含水层，泥质灰岩夹少量泥灰岩或硅质岩，呈浅灰色至灰黑色，硬度中等，呈中厚层状构造，部分层理不发育呈块状构造，风化后为泥岩，呈土黄色、棕褐色。中部(D3w12)为隔水层，钙质泥岩，部分地段为泥灰岩、泥质灰岩，呈浅灰色、灰绿色、紫红色相间产出，硬度一般，呈微层—薄层状构造，层理发育，风化后为泥岩，呈土黄色、棕褐色，易成薄片状剥落或被水侵蚀形成导水裂隙。下部(D3w11)为含水层，泥质灰岩夹硅质灰岩，浅灰色至深灰色，薄层状构造,部分为条带状、扁豆状构造，岩石较脆。和榴江组(D3L1)硅质岩交界处已形成导水裂隙，易形成强风化溶洞带。运输巷在五指山组第1段(D3w1)中的中部和下部掘进。南部有民采采空区存在，采空间情况不明。北部由于离矿层较远地质资料少，但已知有风化层存在。

2.2 现场情况

该地段均为混凝土支护巷道，巷道内有积水，积水较多致铁轨淹没。从ZK1编号钻孔往ZK4编号钻孔往东前行，积水量逐步变大。

3 钻探进程及成果

3.1 钻探进程

ZK2附近有一个变电箱，可以解决钻机的用电问题，用水则就近排水沟给水。根据变电箱和巷道积水的问题，我们采取了由近及远，先易后难的原则制定了钻探工程计划，开工顺序依次为ZK2、ZK3、ZK1、ZK4[2]。1月15日钻机搬至ZK2钻孔处，晚间开始打钻，23日钻机及打钻工人完成钻探任务撤离该地段。

3.2 钻探成果

1月15日晚开始进行ZK2钻孔的钻进工程，钻孔0～0.3 m为巷道支护和碎石填充袋，由于支护墙与巷道岩层之间充满碎石填充袋，给前期打孔造成阻碍；0.3～13 m段为泥灰岩，浅灰色薄层，节理发育；岩芯较完整，局部小破碎带；在深度约4 m处开始出水；在深度13 m打到风化泥岩层，出水量变大，17 m处达到最大值为4.8 m3/h；岩芯破碎16 m后采取率不足10%；37 m出现掉钻情况，钻杆磨损严重。经场技术人员与钻机工人协商后作出了终止钻进计划。

1月19日转到ZK3，钻孔0～0.3 m为巷道支护和碎石填充袋，0.3～14 m为泥灰岩，浅灰色薄层，硬度一般，节理发育，方解石充填；岩芯完整；在深度约4 m处出现10 cm左右破碎带开始出水。钻孔在深度14.5 m打到风化泥岩层； 17 m处水量到最大值，为6.93 m3/h。风化岩层导致岩心大量破碎24 m后采取率不足10%，钻探难度加大，且导致钻杆严重磨损，出现掉钻情况，故被迫停止继续钻探。

1月22日到ZK1，钻孔0.3～0.8 m左右为袋装碎石支护；3～6 m的岩芯破碎节理面方解石充填，4 m处出水，水量稳定在，水通过支护内的袋装碎石向下渗透；深度6 m打到强风化岩层，7 m处呈泥岩芯不可取，钻孔坍塌无法钻进，故被迫停止钻探。按进程23号将对ZK4进行作业，但由于此处积水量过多，机械和操作人员无法前往打钻。且此处巷道已打穿五指山组第一段(D3w1)与榴江组(D3L1)交界处。所揭露的岩层为泥质灰岩和硅质灰岩，浅灰色至深灰色，岩性稳定。经技术人员上报领导研究决定可以不进行钻探作业。至此持续一周的工程钻探工作结束。

220中段ZK1～ZK4钻孔钻探工程量如表1所示。

表1 220中段ZK1～ZK4钻孔钻探工程量

4 结 语

根据各个已深入打钻的钻孔所呈现的地质条件和ZK4展现的地质情况可见，该地段的五指山组第一段(D3w1)为强风化含水层，厚度至少有30 m，如果在该层进行掘进，掘进面易出现垮塌透水现象，将影响施工进度并严重危胁施工人员和巷道的安全，原定方案2中挖掘新巷道的可行性需另行商讨。钻孔所呈现的现有巷道与强风化带之间的6～13 m厚的较好岩层可知，方案1在双轨改造工程中更为可行。

[1] 白峰青, 李冲. 掘进巷道超前探测技术研究[J]. 矿业工程研究, 2012,27(4):4-6.

[2] 冯科技, 董瑞斌. 钻探控制标志层在岩巷掘进中的应用[J]. 中州煤炭, 2011(11):75-76.

A Study on Monorail and Double Track Project of Transport Lane

DENG Guiyuan1, LIANG Zhidong1, ZHANG Liyun2

(1.CITICDamengMiningIndustriesLimited,DaxinManganeseMineBranch,Daxin,Guangxi532315,China; 2.CITICDamengMiningIndustriesLimited,Nanning,Guangxi530029,China)

It is difficult to control the thickness of the aquifer in the construction of the 220 rail roadway in the eastern part of China by using the monorail and double track scheme in the goaf area and the strongly weathered aquifer. The geological and hydrogeological conditions of this area are analyzed synthetically. The method of controlling the horizons by controlling the weathered aquifer is proposed to determine the feasibility of expanding new roadway.

Strongly weathered aquifer; Goaf; Engineering exploration

2016-06-05

邓贵元(1987-)，男(壮族)，广西武鸣县人，地质助理工程师，研究方向：矿山水文与矿山地质，手机：15177469131，E-mail：15177469131@qq.com.

TD527

B

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.05.038