一种穿越破碎带的竖井井筒支护方法技术

本发明专利技术提供一种穿越破碎带的竖井井筒支护方法，属于矿井施工技术领域；所述穿越破碎带的竖井井筒支护方法包括基于地质勘查结果和岩芯取样成果，预测竖井井筒中破碎带围岩深度；对竖井井筒进行挖掘，在挖掘至距预测的破碎带围岩深度预定距离时，停止掘进，并对工作面进行平底处理；对停止掘进断面进行预注浆处理，所述预注浆处理包括井壁预注浆处理和工作面预注浆处理；采用短掘短砌的作业方式进行掘进，直至通过竖井井筒中的破碎带段。上述方案中，所述穿越破碎带的竖井井筒支护方法通过对破碎带进行预处理，防止由于井筒围岩破碎造成井壁垮塌，有效地保障了竖井掘进安全，确保了竖井围岩稳定性，有效地提高了掘进效率。有效地提高了掘进效率。有效地提高了掘进效率。

【技术实现步骤摘要】
一种穿越破碎带的竖井井筒支护方法


[0001]本专利技术涉及矿井施工
，特别是指一种穿越破碎带的竖井井筒支护方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着矿产资源的不断开发利用，在矿山等地下工程建设领域中，常常会遇到断层、破碎带等不良地质体，含有大量节理、孔隙、裂隙等具有较好导水性能的构造发育，伴随施工扰动，岩体初始应力状态极易产生变化，导致施工附近岩体加速破裂甚至破坏，从而诱发突水及塌方等工程事故。因此，在竖井掘进中对不良地质体采取一定措施进行加固，防止不良地质体引起井壁垮塌是整个地下工程建设施工中的一个关键环节。
[0003]目前，井筒掘进过程中，受深部高地应力影响，围岩破碎，对于竖井围岩掘进采用常规支护方法或进行加强支护，但是加强支护主要是从配筋强度、混凝土厚度等方面进行强化，对于破碎带等特殊地层，无法形成有效支护，从而容易导致支护失效，井壁发生破坏或垮塌，从而对井筒安全稳定造成威胁。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种穿越破碎带的竖井井筒支护方法以解决目前对于竖井围岩掘进采用常规支护方法或进行加强支护，对于破碎带等特殊地层，无法形成有效支护，从而容易导致支护失效，井壁发生破坏或垮塌，从而对井筒安全稳定造成威胁的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种穿越破碎带的竖井井筒支护方法，所述方法包括：
[0007]基于地质勘查结果和岩芯取样成果，预测竖井井筒中破碎带围岩深度；
[0008]对竖井井筒进行挖掘，在挖掘至距预测的破碎带围岩深度预定距离时，停止掘进，并对工作面进行平底处理；
[0009]对停止掘进断面进行预注浆处理，所述预注浆处理包括井壁预注浆处理和工作面预注浆处理；
[0010]采用短掘短砌的作业方式进行掘进，直至通过竖井井筒中的破碎带段。
[0011]其中，所述井壁预注浆处理包括：沿井壁以预定角度向斜下方钻出多个锚固孔；在所述锚固孔中安装锚杆；对所述锚杆的锚孔进行灌浆。
[0012]其中，所述工作面预注浆处理包括：在所述工作面上钻出多个注浆孔；对所述注浆孔进行灌浆。
[0013]其中，所述预定角度指所述锚固孔1与水平面所呈的夹角度数，为60
°
～80
°
，所述锚固孔的底部比破碎带的底部高30～50cm。
[0014]其中，所述锚固孔自工作面向上间隔分布有至少三周，且每周锚固孔的预定角度各不相同。
[0015]其中，所述注浆孔为垂直孔，所述注浆孔由井筒中心向外辐射分布，所述注浆孔的
底部比破碎带的底部高30～50cm。
[0016]其中，最外周的注浆孔位于所述锚固孔的内侧，且与所述锚固孔交错分布；其中，位于最外周的任意一个注浆孔与距其最近的两个锚固孔之间的连线呈113
°
角。
[0017]其中，所述预定距离为破碎带厚度的1/10～1/2，或所述预定距离不小于井筒半径的3倍。
[0018]本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：
[0019]上述方案中，所述穿越破碎带的竖井井筒支护方法通过对破碎带进行预处理，防止由于井筒围岩破碎造成井壁垮塌，有效地保障了竖井掘进安全，确保了竖井围岩稳定性，有效地提高了掘进效率。
附图说明
[0020]图1为本专利技术穿越破碎带的竖井井筒支护方法的示意图；
[0021]图2为本专利技术中竖井井筒的俯视图。
[0022][附图标记][0023]1、锚固孔；
[0024]2、注浆孔；
[0025]3、井壁支护；
[0026]4、锚杆。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0028]本专利技术针对目前破碎带等特殊地层，容易支护失效，井壁发生破坏或垮塌，从而对井筒安全稳定造成威胁的问题，提供一种穿越破碎带的竖井井筒支护方法，所述支护方法应用于矿山竖井井筒，本实施例中，所述矿山竖井井筒深部标高1410～1417m段为破碎带，破碎带厚度约7m，竖井掘进断面直径为8.3m，净断面直径为7.5m，井身喷砼支护。
[0029]本实施例的穿越破碎带的竖井井筒支护方法包括：
[0030]基于地质勘查结果和岩芯取样成果，结合设计资料，预测竖井井筒中破碎带围岩深度；
[0031]通过掘进设备对竖井井筒进行挖掘，在挖掘至距预测的破碎带围岩深度预定距离时，停止掘进，并对工作面进行平底处理；
[0032]对停止掘进断面进行预注浆处理，所述预注浆处理包括井壁预注浆处理和工作面预注浆处理；
[0033]预注浆处理完成后，采用短掘短砌的作业方式对破碎带进行掘进，直至通过竖井井筒中的破碎带段。
[0034]其中，所述预定距离为破碎带厚度的1/10～1/2，或所述预定距离不小于井筒半径的3倍，本实施例取预定距离为3m。
[0035]本实施例中，所述井壁预注浆处理包括：沿井壁以预定角度向斜下方钻出多个锚固孔1；在所述锚固孔1中安装锚杆4；对所述锚杆4的锚孔进行灌浆，以对破碎带井壁周边进
行注浆加固。其中，所述预定角度指所述锚固孔1与水平面所呈的夹角度数，为60
°
～80
°
，所述锚固孔1自工作面向上间隔分布，如图1所示的，在本实施例中所述锚固孔1自下往上共有三周且每周之间的间隔距离为1m，每周锚固孔1的数量为8个，且每周8个锚固孔1均匀分布，自下往上各周锚固孔1与水平面的夹角分别取73
°
、67
°
、64
°
，所述锚固孔1的底部比破碎带的底部高30～50cm。
[0036]优选的，所述锚杆4为20mm端头锚固式锚杆，自下往上各周锚杆4的长度分别为10m、12m、14m。
[0037]本实施例中，所述工作面预注浆处理包括：在所述工作面上钻出多个注浆孔2；对所述注浆孔2进行灌浆，对井筒部分破碎带进行注浆加固。
[0038]其中，所述注浆孔2为垂直孔，所述注浆孔2由井筒中心向外辐射分布，所述注浆孔2的底部比破碎带的底部高30～50cm，本实施例取所述注浆孔2的深度为9.5m，直径为40mm。
[0039]本实施例中，所述注浆孔2包括中心注浆孔，所述中心注浆孔外周设有第一周注浆孔，所述第一周注浆孔包括8个注浆孔2且呈环状均布；所述第一周注浆孔的外周设有第二周注浆孔，所述第二周注浆孔包括8个注浆孔2且呈环状均布；所述第二周注浆孔与所述第一周注浆孔之间的间隔距离为1m。
[0040]如图2所示的，所述第二周注浆孔即最外周的注浆孔2位于所述锚固孔1的内侧，且与所述锚固孔1交错分布；其中，位于最外周的任意一个注浆孔2与距其最近的两个锚固孔1之间的连线呈113
°
角，以更大程度地对破碎带进行加固。
[0041]本实施例中，采用短掘短砌的作业本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种穿越破碎带的竖井井筒支护方法，其特征在于，包括：基于地质勘查结果和岩芯取样成果，预测竖井井筒中破碎带围岩深度；对竖井井筒进行挖掘，在挖掘至距预测的破碎带围岩深度预定距离时，停止掘进，并对工作面进行平底处理；对停止掘进断面进行预注浆处理，所述预注浆处理包括井壁预注浆处理和工作面预注浆处理；采用短掘短砌的作业方式进行掘进，直至通过竖井井筒中的破碎带段。2.根据权利要求1所述的穿越破碎带的竖井井筒支护方法，其特征在于，所述井壁预注浆处理包括：沿井壁以预定角度向斜下方钻出多个锚固孔；在所述锚固孔中安装锚杆；对所述锚杆的锚孔进行灌浆。3.根据权利要求2所述的穿越破碎带的竖井井筒支护方法，其特征在于，所述工作面预注浆处理包括：在所述工作面上钻出多个注浆孔；对所述注浆孔进行灌浆。4.根据权利要求2所述的穿越破碎带的竖井井筒支护方法，其特征在于，所述预定角度指所述锚固孔1与水平面所呈的夹角度数，为60

【专利技术属性】
技术研发人员：尹升华，董福松，陈大鹏，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：