拐弦巷道临时变向的施工方法

1拐弦巷道临时变向的施工方法王军民(郑煤集团公司大平煤矿河南登封452473)摘要：文章介绍了拐弦巷道临时变向的方法，通过这几种方法的介绍，我们在拐弦时可以把抽象的思维变为简单的距离与角度的测量，具有较强的实用价值。关键词：拐弦巷道变向施工方法TurnstringLanetemporarychangestotheconstructionmethodWANG-junmin(1.DapingCoalMineofZhengcoalgroupcompany,Dengfeng452477china)Abstract：ThispaperintroducestheturnstringLanetemporarychangestothemethod,bywhichseveralmethodsareintroduced,weinturnstringcanbeabstractthoughtsintosimpledistanceandanglemeasurement,hasastrongpracticalvalue.Keyword：Turnstringtunnel，Turnto，Constructionmethod1问题的提出巷道在拐弦变向时通常是用拐弦线来控制拐弦的，如图1:O巷道掘进方向a图1BC为拐弦巷道与未拐弦前的直巷的交界线，A为直巷的中点（又为拐弦巷道的中点)，箭头所示方向为巷道掘进方向，图中2角a是拐弦线与直巷中线的夹角，此角可以从设计图中量出。在正常掘进时，当掘进到A时需要拐弦，而此时，倘若没有测量仪器来定出拐弦的变向线时；那么，我们用常规的方法就处理不了这种情况，以下方法就可以很轻松的做到。2解决方案由于巷道掘进到A点时，我们知道A点既是直巷的中点又是拐弦巷道的中点，从设计图中我们可以知道角a,需要标定拐弦AD，由此我们可以采取以下方法：方法一：所用工具为坡度规，如图2：图2a巷道掘进方向O当掘进到A点时，在实际施工中我们可以将直巷的中线AE拉出，然后从A点引一条直线，将坡度规的“0”度刻度线与AE重合，让AD与角度为a刻度线重合，则AD即为拐弦巷道的拐弦方向线，将D点固定，我们就可以按照拐弦参数进行拐弦。方法二：如图3：3O巷道掘进方向a图3当巷道掘进到BC时，拉出直巷中心线AE，然后再在AE上取一点H，使AH=1m（为了方便取为1m)，拉一直线HI垂直AE，角a为已知（由设计图中可以测量)，则由三角函数关系可以求得HI=tana,点I即为所要的点位，拉线AI并延长到直巷上进行固定，按照拐弦参数就可以进行拐弦。方法三:如图4：O巷道掘进方向a图4当巷道掘进到BC时，拉出直巷中线AE，过A点再拉一直线AI，取AI=AH=1m，（为了方便取1m)，角a为已知（由设计图中可以直接测量)，然后由余弦定理：COSaHIAHAIAHHI2222∠AHI=∠AIH=2180a4可得到：COSaAIAHAIAHHI222那么我们就可以在实际操作中通过∠AHI和拉直线HI确定夹角a来标定点D，最后我们就可以按照拐弦参数进行拐弦。3结束语通过以上方法，我们可以很轻松的在巷道拐弦时进行变向操作，把抽象的思维变为简单的距离与角度的测量，具有较高的使用价值。5复杂条件下钻孔突水发生机理、危害及处理措施探讨作者：王君民郑煤集团大平煤矿邮编：452473。[摘要]:某矿所在位置处，地质条件相对较复杂，煤层底板经常有开裂等地质现象发生，为了避免回采过程中出现安全事故，决定对煤层的底板进行了改造。针对矿井复杂地质条件下突水问题，制定了行之有效的实施方案，并提出了相应的技术路线，对实际应用后的资料进行分析，结果显示治理效果较为明显。[关键词]:复杂地质条件；钻孔突水；注浆堵水；封堵技术某煤矿位于城郊，是一座现代化的矿井，大量专家对该矿突水问题进行了论证，他们指出为了能安全的回采，需要采取注浆法对二2煤层底板进行了改造[3]。在底板改造实施过程中，在一地质条件复杂的区域钻孔时，很容易出现钻孔突水事故，在2011年4月和2012年9月工作面的3号钻场4号孔及1号钻场2号孔都发生过钻孔突水事故[4,5]。这些事故的出现都是受到了钻孔附近的煤底板周围的复杂地质条件的影响，同时这部分复杂的地质条件也给钻孔突水的治理带来了困难[2]。本文对钻孔突水的危害和机理进行了分析，而且对提出的治理措施的可行性进行了论证。1.复杂条件下钻孔突水问题出现的机理和危害1.1复杂地质条件概况6该矿复杂地质条件的浅层地层主要由砂质泥岩、泥岩、页岩构成，其抗压强度较低；岩石发育特征是横向裂隙或者纵向裂隙，纵向裂隙发育为其主要发育形式，它沟通了地层深部的含水层，属于断层发育，岩石块状且破碎。南部采区巷道布置的方向与主要的裂隙方向之间的夹角是45°，极为表现是竖向裂隙发育[2,3]。1.2钻孔突水发生机理复杂地质条件下的地层受力比较薄弱，钻孔出水后会在该地层抗压相对薄弱的区域形成一个窗口[2]。当受到一些地质诱导或者地压的动力破坏，窗口无法承受水压时，形成的高压动力水源会通过窗口往外形成一个强势动力区域，巷道地板主要会出现底板开裂、突水、底鼓等现象[4]。①巷底出现开裂：砂岩等一些刚性岩石在地质诱导或者地压的动力影响下，窗口处形成的动力水源会直接沿着竖向裂隙往外面劈裂，接着形成新的裂隙或者扩大了岩石的原生裂隙，最终造成了岩石的开裂[3]。②底鼓出现的原因，主要是因为在页岩、泥岩等塑性岩石的独立影响之下，窗口处形成的高压动力水源顺着横向裂隙往上突出。在底鼓的影响下，巷道会出现以下一些变化：帮锚和顶锚被拉折、顶板下沉、断面变小，严重时出现巷道的堵塞现象[5]。③底板出现突水的原因：动力水源顺着倒水通道或者裂隙向外涌出，在整个突水进程中，涌出的水会呈现以下特点：水色逐渐变浑浊且夹带着小的颗粒、水量忽大忽小，最后水色变澄清且水量渐趋稳定[1]。1.3发生钻孔突水的危害7在复杂地层条件下对矿井进行钻孔突水会严重影响到矿井的安全生产以及工作人员的人身安全，主要表现在以下几个方面：第一、钻孔突水会使巷道失去稳定性，继而影响巷道的行人和通风能力、直接危及到工作人员和掘进设备的安全。第二、钻孔突水过程中携带出的煤层和破碎物和容易淤塞在巷道内，造成排水困难。第三、在一些低洼区，水流无法自泄，会出现排水力不足或水分无法排除等危机，积水严重时将导致水淹面等事故[3]。第四、钻孔突水的治理进程耗时较长，施工工序繁琐，而且对施工的组织、方案、工艺要求比较高，所以，为了尽量避免灾害扩大，应该进行有效快速的治理工作[1]。2.钻孔突水封堵的处理步骤根据地质学原理来分，钻孔突水的三要素是较高的水压、通道、突水水源，治理钻孔突水需要从以上三方面出发，对出水水源和出水通道作出科学的判断后，才可以找到针对安全、经济、可靠的封堵钻孔突水的途径，我矿针对此问题制定了以下处理步骤：首先，对巷道进行临时加护，加固方式为密集点柱，力求增大巷道的支护强度，重点加固的方向主要沿着裂隙方向进行，为了控制住帮部的变形问题我们采用了戗柱等固定形式；其次，在矿井下建造较长距离的输浆系统，铺设输浆的运输管道，将注浆泵设置在排水、水电和运输较方便的地点，通过输浆管和注浆泵把井下产生的泥浆输送到钻场处，然后通过内部的注浆泵把骨料或者注浆添加到钻孔内。需要注意的是，在注浆过程中，为了能及时连接注浆点和造浆站，8要在注浆处设立专用联系电话；最后，注浆封堵钻孔突水时，骨料要分级加入，这时会遇到两种情形：第一种情况是，浅层岩石无法抵抗住较大的水压，会使钻孔位置的阀门没法关闭，针对此种情况要及时进行现场观察做出正确判断，把入空口管设在地层浅部[1,3]。第二种情况是，地层深部的突出水源会经由竖向的裂隙往上导水，竖向的裂隙开口相对较大，将入孔口管下入到此处，比较困难，可以对高压水源进行有效的卸压，接着再封堵突水钻孔（骨料配合双液浆）[2,5]。3.该矿实际应用情况3.1注浆封堵方案①使用木点柱+道木对2011运输巷的变形位置进行加固，以确保高压阀门关闭后巷道能承受住水压，杜绝巷道底鼓和大面积变形现象的出现[2]。②2011运输巷的车场下面的平台设计3个导水钻孔，方便对1-2号钻孔突水进行有效疏水降压和事故的及时处理，对灰岩含水层进行局部改造（帷幕注浆），减少1-2号钻孔的水源补给[3]。③首先将1-2号钻孔处的阀门关闭，接着向骨料器中加入骨料封堵注浆，注浆液的成分为水和灰，其比例是1∶0.7～1∶0.9[5]。④如果比较粗的骨料行业不能有效控制地板出水现象时，需要配合使用88mm导向管+90mm钻头，使用骨料进行矿井下注浆操作时，骨料的直径需要逐步加大，避免一次堵死孔口管[2]。⑤使用地面注浆封堵导水孔，最终压力是6.1～6.3MPa[4]。93.2封堵的效果这次通过注浆封堵来治理钻孔突水问题，注浆比较成功，而且注浆量总计达到了58t，收到了标本标本兼治的良好效果[3]。该过程使用了井下疏浆系统，确保了井下注浆的可靠性和连续性，在堵水中起到了主要的作用[5]。在进行钻孔处理前，做好了成分的准备工作，预先改造了钻机的回转器和夹持器，很好的解决了70mm直径的孔口管在堵塞之后的后续扫控问题，保证施工过程能有的放矢的进行[2]。4.结语某矿地处城郊，所在地层的地质条件比较复杂，经常会有底板开裂、突水、底鼓等现象的出现，但是在改造地板过程中，容易出现钻孔突水现象，这种现象将会产生巨大危害[1]。针对这一现象使用了注浆封堵法，治理钻孔突水需要从较高的水压、通道、突水水源三方面出发，处理方法是对巷道进行临时加护、在矿井下建造较长距离的输浆系统、注浆封堵钻孔突水时骨料要分级加入，该方法得到了实际应用，效果较为明显，可以为其他条件相类似的矿井提供一定的依据。参考文献[1]徐雷.地面封闭不良钻孔突水的井下高效封堵技术研究[J].知识经济,2012,20:116-117.[2]程正刚,武忠进,姜海军.掘进工作面预注浆堵水技术的数值模拟[J].煤炭科技,2013,01:49-51.10[3]刘松,费松坡,张秋成.注浆堵水技术在封堵采煤工作面底板滞后突水中的应用[J].河北煤炭,2010,05:30-32.[4]马江淮,严家平,张海涛,杨建,王健.板集煤矿副井井筒地面注浆堵水技术与效果评价[J].煤矿安全,2011,04:45-47[5]王国林,曹志松.注浆堵水技术在枣泉煤矿回风斜井防治水中的应用[J].河南科技,2013,04:65-66.作者简介：王军民（1974.04—），男，汉族，河南省登封市人，2009年毕业于河南工程学院，现在郑煤集团大平煤矿地质测量科从地测防治水技术管理工作。