[发明专利]一种基于变角伞状超前注浆的富水断层破碎带垮塌巷道巷修方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿山领域，特别是涉及一种富水断层破碎带垮塌巷道后巷修时的支护方法。 

背景技术

断层两盘在地质构造作用下产生相对运动，上、下盘相互挤压或拉伸，导致断层附近岩石揉搓破碎，形成与断层面大致平行的破碎带，称为断层破碎带。断层活动可能导通富水岩层和隔水岩层，打破了原有密闭的水环境，从而形成富水断层破碎带。富水断层破碎带的存在严重威胁巷道及工作面的作业安全，煤矿建井前应首先对矿区范围内的构造及水文地质条件等进行探测。 

软岩富水断层破碎带内一般岩体极度破碎，并且具有良好的导水性能，岩体泥化程度高。如果在此区域内开掘巷道并采用常规U型钢或锚网索支护，将会出现围岩变形大、来压剧烈、支护体快速失效等围岩失稳灾变现象，并伴有明显的涌水或突水。对于已垮塌巷道，如盲目拆卸已经变形的支架，将造成富水松散破碎岩体二次滑移，冒落导升高度升高，围岩破碎区域进一步加大，给后期巷道维修带来很大困难。由于垮塌区涌水严重，加之富水破碎带水源位置不确定，施工设备无法布置，巷修工作极难开展，并且垮塌区位于已开掘空间，常规掌子面帷幕注浆方式无法施工，传统的注浆堵水方式将难以达到围岩控制的目的。因此，对于此类富水断层破碎带垮塌巷道，亟需一种有效的成套修复 方法来解决施工难题。 

发明内容

本发明的技术方案如下：一种基于变角伞状超前注浆的富水断层破碎带垮塌巷道巷修方法，特征包括以下步骤： 

1）自巷道变形区（1）后方8-10m范围内的巷道布置1-3排探水和导水钻孔； 

2）将水量大的探水和导水钻孔留作排水、导水孔，对无水或水量极小的探水和导水钻孔进行注浆，先后进行浅孔、深孔注浆； 

3）超前逐排布置堵水及加固封闭钻孔； 

4）依次逐排进行钻孔注浆，先浅孔注浆，再深孔注浆； 

5）在变形区（1）采用超前管棚（2）支护； 

6）回撤变形区（1）内被破坏的支架，并开挖冒落矸石； 

7）在回撤失效支架的同时采用U型钢（3）对变形区（1）进行临时支护； 

8）达到钢筋混凝土设计施工工作段后，布设模板进行钢筋混凝土衬砌浇筑施工，浇筑过程中预埋冒落空洞及破碎围岩区注浆管； 

10）开挖推进后，根据实际坍塌范围，按照第六排钻孔角度增设补孔注浆排(8)，顺序进行超前管棚支护（2）、U型钢（3）及一次衬砌支护，直至通过垮塌区； 

11）衬砌稳定后，利用预埋的注浆管（5）对衬砌壁后冒落空洞及松散围岩进行高压注浆充填加固。 

使用上述支护方法，首先采用超前钻孔探水、导水，减小涌水区域水压， 然后对探水和导水钻孔先浅孔注浆，再深孔注浆，接着采用超前管棚对巷道垮塌位置进行超前支护，为回撤工作提供空间和时间，回撤失效支架的同时，用U型钢（3）对变形区进行支护，减少管棚压力。采用U型钢支护完毕后，布设模板进行钢筋混凝土衬砌浇筑施工，对变形区进行一次支护，浇筑过程中预埋冒落空洞及破碎围岩区注浆管，最后向围岩破碎空洞区进行壁后注浆加固。通过伞状超前钻孔注浆、管棚超前支护进行围岩超前预处理，回撤并更换支架，然后采用钢筋混凝土或工字钢混凝土衬砌和预埋注浆管注浆对变形区进行一次、二次支护，巷道内涌水消失，围岩强度显著增强，并且巷道成型效果好，尤其对于服务年限长的主要巷道，确保了其长期稳定性，减少了由于巷道失稳对矿井安全生产造成的影响，给矿井生产带来巨大经济效益。