不良地層超前探測預(yù)報及巷道支護(hù)研究.pdf

1、軟弱破碎不良地層條件下的地下巷道開挖掘進(jìn)及支護(hù)由于其本身固有的工程特殊性，一直以來都是巖體工程力學(xué)領(lǐng)域中非常棘手的難題。地下巷道開挖掘進(jìn)及支護(hù)與工程圍巖質(zhì)量有最直接的關(guān)系，不同方案的選擇可能決定了施工整體進(jìn)度效率。在目前的礦山施工中，往往只能通過地質(zhì)鉆孔、超前探測孔等相對比較傳統(tǒng)的手段進(jìn)行地質(zhì)探測，傳統(tǒng)的地質(zhì)探測存在距離短、施工緩慢、安全隱患等缺點(diǎn)，因此導(dǎo)致在巷道掘進(jìn)施工中，碰到不良地質(zhì)體如斷層、軟弱破碎帶、積水坑硐時，就會造成大量的經(jīng)

2、濟(jì)損失甚至人員傷亡。
　　基于此，本文結(jié)合三門峽鋁土礦快速掘進(jìn)技術(shù)研究，開展現(xiàn)場調(diào)研、巖石室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、超前地質(zhì)探測技術(shù)試驗(yàn)、支護(hù)方案設(shè)計及應(yīng)用研究，針對存在的軟弱破碎圍巖條件下的施工中的普遍問題，就如何安全高效加快地下巷道掘進(jìn)施工技術(shù)展開研究，主要包括兩個主要部分，分別為超前地質(zhì)探測預(yù)報技術(shù)研究和地下巷道支護(hù)體系優(yōu)化研究，取得以下創(chuàng)新性研究成果。
　　1)三門峽鋁土礦區(qū)主要有五種巖體，分別為鋁土礦巖、灰?guī)r、鐵質(zhì)頁巖、粘土頁巖、

3、炭質(zhì)頁巖，巖體屬于軟弱破碎巖層，總體特征為礦區(qū)構(gòu)造裂隙發(fā)育，情況復(fù)雜多變，礦巖穩(wěn)定性較好，圍巖質(zhì)量較差，工程地質(zhì)條件較差。
　　2)施工中面臨的主要施工難題為支護(hù)施工效率非常緩慢，不能滿足礦山基建要求，特別遇到大型斷層破碎帶、積水老窿等地質(zhì)不良體，施工往往一籌莫展，應(yīng)從精確可靠的超前地質(zhì)探測研究和新型高效的巷道支護(hù)方案研究兩個切入點(diǎn)入手，可有效解決施工進(jìn)度緩慢這一難題。
　　3) TRT6000超前地質(zhì)探測預(yù)報不需要鉆孔和炸

4、藥耗材，重復(fù)性強(qiáng)、安全可靠，擾動小，地震波信號真實(shí)可靠，測量精度和探測靈敏度非常高，提高超前探測距離;TRT6000成像原理是層析掃描成像技術(shù)，通過地震波數(shù)據(jù)中的波速和傳播時間等參數(shù)疊加計算，推斷反射界面位置、規(guī)模、形狀，最后形成三維立體地質(zhì)預(yù)報圖。
　　4)通過超前地質(zhì)探測工業(yè)試驗(yàn)表明，TRT6000超前地質(zhì)探測預(yù)報功能強(qiáng)大，靈活多變，反應(yīng)良好，預(yù)報結(jié)果準(zhǔn)確無誤，對礦山巷道掘進(jìn)施工有很大的指導(dǎo)意義，TRT6000超前探測技術(shù)可以

5、在礦山各類巷道開挖工作推廣，避免安全事故，提高效率，加快礦山的生產(chǎn)建設(shè)。
　　5)針對礦區(qū)實(shí)際圍巖條件，提出了兩種新型的支護(hù)方案即鋼纖維噴射混凝土支護(hù)方案和超前小導(dǎo)管注漿噴錨聯(lián)合支護(hù)方案，對其支護(hù)技術(shù)及施工工藝進(jìn)行討論分析，并進(jìn)行支護(hù)方案工業(yè)試驗(yàn)。支護(hù)方案的圍巖監(jiān)測結(jié)果表明，新型的支護(hù)方案在三門峽鋁土礦山的巷道掘進(jìn)施工中效果顯著，可廣泛推廣使用。
　　本文的研究成果可為類似工程施工提供重要指導(dǎo)作用，同時為今后的軟弱破碎圍巖條