查看文章中的例图请在【资料书籍】频道中选择对应的书籍下载
据统计,矿井井巷涌水量约占矿井总涌水量的50%以上,特别是在井巷通过有水力联系的松软破碎带、断层裂隙带或直接揭露含水层时,常因掘进中巷道围岩等卸压加载等引起的矿压现象,使巷道围岩产生变形、破坏、坍塌、冒落,当抗压岩柱小于动水压力时,会造成突水灾变事故,危及生产安全。目前现场封堵突水多数是在井巷围岩突水后再进行封堵,这种方法主要缺点是投资大、成本高,封堵效果不明显,且可能造成封堵失败。作者在研究实践中,提出掘前预测突水,进行围岩预注浆加固封堵井巷突水技术,可较好的控制巷道突水难题,具有显著的经济效益。
l突水区围岩本构关系
目前有关岩土的本构关系研究的比较多,而有关围岩突水的本构关系研究的较少,使围岩突水的封堵控制缺少理论依据。因此,研究突水围岩的本构关系,采取耦合控制对策是掘巷中控制突水的关键。本文根据岩土有效应力作用原理,研究并建立了突水巷道的力学模型和本构关系,则关于岩土结构的有效应力理论对这类破坏性岩体也适用[1]。因此,作用在巷道掘进头的总压力应为动水压力(即孔隙水压力)和围岩岩体压力(有效压力)之和。
三向应变;σx、σy、σz分别为三向应力;E为弹性模量;μ为岩石泊松比。
对突水围岩本构关系进行分析可知,突水前作用在围岩上的应力为总应力σ,其值远大于正常掘进时岩体之间接触作用应力,且突水区围岩多为弱化岩体,受软化、蠕变、松弛、弹性后效等现象影响,使围岩流变明显加大,所以,掘进巷道进入突水区前,作用在掘进工作面上的岩水总压力和围岩变形比正常掘进时要大得多,为保证巷道掘进安全,巷道进入突水区时,应留置足够抗压岩柱且在流变而产生的破坏范围内注浆加固,才能保证掘进巷道进入突水区时不发生突水灾害[2]。
根据有效应力作用原理可知,作用在巷道围岩的总压力为动水压力和围岩岩体压力之和。所以,巷道注浆加固后,为保证围岩的长期稳定而不发生突水,必须增加围岩的有效压力σ',减小支护体的动水压力P,使σ'远大于动水压力P,以保证巷道加固后长期保持稳定不发生突水现象。因此,围岩注浆强化参数设计实施也是保证后期巷道稳定的关键技术。2工程实例
[1] [2] [3] [4] [5] 下一页 |