[发明专利]一种深部脆性岩层巷道的地压消减方法

说明书

本发明公开了一种深部脆性岩层巷道的地压消减方法，S1：在巷道内每间隔10—15m布设一组监测点；S2：利用监测点对围岩表面位移和矿压进行监测，记录下围岩表面位移及矿压超过安全值A的监测点；S3：前后延长5—7.5m的区间作为待钻孔段，沿巷道左右两侧的居中位置处水平钻设两排直线主消压孔；S4：对布设的监测点重新设置安全值B，再次记录下监测周期内围岩表面位移及矿压超过安全值B的监测点；若存在超过安全值B的监测点，沿着巷道左右两侧的上下居中位置处水平钻设一排直线辅助消压孔；S5：采用注浆或喷涂的方法进行补孔或封堵，可以有效消减实际工程中的高地压，减弱应力集中，有效地降低深部脆性岩层的岩爆剧烈程度，以达到预防岩爆发生的目的。

技术领域

本发明属于岩石力学与岩土工程技术领域，主要涉及一种适用于消减深部脆性岩层巷道高地压的方法。

背景技术

随着我国经济的不断发展，我国工程建设也逐渐从地表及浅部向地下深部转移。随着深部工程增多，岩爆发生的概率也大大提高。发生岩爆的条件是岩体中有较高的地应力，并且超过了岩石本身的强度，同时岩石具有较高的脆性度和弹性，岩体中积聚的能量释放就会导致岩石破坏，并将破碎岩石抛出。岩爆灾害具有突发性、瞬时性、猛烈性的特点。

尤其深部脆性岩体处于高地应力、高岩溶水压、高地温和受工程扰动的复杂力学环境中，往往容易出现应力集中现象，产生形变并储存应变能，从而发生岩爆现象，严重威胁地下已有工程的正常运营。

发明内容

本发明旨在提供一种专用于深部脆性岩层巷道的地压消减方法，在不影响巷道正常使用及不破坏巷道结构稳定性的前提下，有效消减深部脆性岩层积蓄的高地应力。

为了实现上述目的，本发明提出了一种深部脆性岩层巷道的地压消减方法，包括以下步骤：

S1：在深部脆性岩层巷道施工过程中，在巷道内每间隔10—15m布设一组监测点，每组监测点包括布设在巷道内壁左右两侧的各一个监测点；

S2：巷道施工完成后，利用监测点对围岩表面位移和矿压进行监测，监测周期为3—5d，并记录下监测周期内围岩表面位移及矿压超过安全值A的监测点；

S3：在超过安全值的监测点前后各延长5—7.5m的区间作为待钻孔段，采用气动架柱式钻机，沿着巷道左右两侧的上下居中位置处水平钻设两排直线主消压孔，钻孔参数设为：孔径40—50mm、孔深15—25m、孔间距和排距分别为800—1000mm进行地压消减；

S4：对步骤S2中布设的监测点重新设置安全值B，并继续监测，监测周期为20—30d，再次记录下监测周期内围岩表面位移及矿压超过安全值B的监测点，安全值B小于等于安全值A；

若存在超过安全值B的监测点，在超过安全值B的监测点前后各延长7.5—10m的区间作为待钻孔段，采用气动架柱式钻机，沿着巷道左右两侧的上下居中位置处水平钻设一排直线辅助消压孔进行再次消减地压，钻孔参数设为：孔径20—25mm、孔深15—25m、孔间距为800—1000mm，对于辅助消压孔与主消压孔重合的钻孔段，应确保辅助消压孔与主消压孔前后错开设置，并居中设置在前后两个主消压孔之间；若不存在超过安全值B的监测点，则表示巷道地压已消减完成；

S5：采用注浆或喷涂的方法对主消压孔及辅助消压孔进行补孔或封堵；

S6：深部脆性岩层巷道投入正常使用。

作为上述方案的优选，步骤S3、S4中，采用湿式钻孔或孔口扑尘的钻孔方法，从低应力区向高应力区钻孔施工，确保施工现场的空气质量，并保证施工安全。

进一步优选为，步骤S2中，安全值A为围岩表面位移0.25m～0.4m、矿压25MPa～30MPa；安全值B为围岩表面位移0.1m～0.25m、矿压20MPa～25MPa。

进一步优选为，步骤S1中，在巷道内每间隔10m布设一组监测点，步骤S2中的监测周期为3d。