煤礦斷層破碎帶圍岩穩定控制技術研究獲進展

煤礦斷層破碎帶中的岩層通常破碎軟弱，自穩能力差，加之斷層水的作用使得巷道失穩破壞屢屢出現，返修率高，存在重大安全隱患(圖1)。隨著開採深度的增加，斷層破碎帶圍岩穩定控制成為煤礦安全生產的一大難題。

基於以上問題，中國科學院武漢岩土力學研究所地下工程組研究團隊以淮南礦區顧桂井田F104斷層破碎帶為工程依託，針對井下高壓分步複合立體注漿技術、新型錨注一體化技術、斷層破碎帶成套支護等關鍵問題展開研究和現場應用試驗。

通過優化注漿步序、鑽孔布設、漿材配比等關鍵參數，改進發展了適用於煤系地層斷層破碎帶的超前預注漿加固技術（圖2）；研發無芯管注漿錨索，改進了錨注一體化技術；形成了超前高壓預注漿加固、高強預應力錨桿錨索為基礎的錨架注主動強化、滯後分步層位注漿、底板錨注相結合的斷層破碎帶圍岩穩定控制成套技術（圖3），成功解決了穿越顧桂井田F104斷層破碎帶的十餘條巷道的支護難題，巷道變形得到有效控制（圖4），返修率顯著降低，確保了斷層破碎帶掘進施工安全。該支護技術被陸續推廣應用在淮南礦區丁集礦、朱集東、潘一東等多個礦井類似地質條件的岩石大巷中。

圖1 淮南礦區斷層破碎帶圍岩典型破壞模式

圖2 超前長孔預注漿設計

圖3 預注漿後的圍岩支護方案優化

圖4 巷道表面位移監測結果（代表性監測斷面）

來源：中國科學院武漢岩土力學研究所

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