[科普中国]-渗流水

渗流水破坏原因分析(1)围岩性质：

二水平第二部皮带机巷变形失稳分段位于断层破碎带内，巷道围岩裂隙较发育，岩性完整性非常差，并且围岩中含有蒙脱石等膨胀软岩，加上灰岩水的影响，围岩局部发生泥化，围岩浸透松散、破碎，围岩自身强度较低，巷道围岩强度低等成为巷道发生变形破坏的主要因素之一。

(2)渗流水：根据现场实际观测和对已有的水文地质资料进行分析表明，二水平第二部皮带机巷底板岩层下含有灰岩水，出水量约6～7 m/h，水压6.5 MPa，由于巷道经过多次修复，松动圈范围不断扩大，高压强的渗流水沿着裂隙向巷道挤入，远远超过了原有两帮设计的支护强度，也是巷道发生变形失稳的主要因素之一。

(3)采动影响：矿井实际生产过程表明1034工作面已回采至距离F19断层180 m左右，二水平第二部皮带机巷受到多次采动的应力扰动，局部破坏了原有巷道的稳定性。

(4)构造应力：从巷道优化角度上分析可以发现，该巷道最初设计存在不足，二水平第二部皮带机巷一方面是穿断层布置，且F19断层为正断层，伴随应力释放，巷道除受大构造应力作用外，还受巷道附近正断层的影响，使其同时承受垂直和水平方向构造残余应力。

(5)巷道断面大、支护能力弱：水平第二部皮带机巷断面达到4800 mm×3800 mm，加上与中间联巷相连接，形成巨大的地下空间，而与之对应的支护能力较弱，巷道原设计对底板的支护能力较弱，导致后期发生底鼓，同时由于底鼓后的卧底处理，破坏了帮部的支撑结构，内部出现大量空洞、裂隙、孔隙，导致帮部支护整体性偏弱，无法形成顶板稳定承载基础。

渗流水支护参数设计强韧封层钢绞线联合承载环技术对巷道采用四层高强锚杆钢丝绳喷浆联合支护，形成强韧封层多层次锚杆钢绞线联合承载环。

(1) 一喷层为初喷层，厚度不小于100 mm。

(2)强韧封层高强锚杆喷浆层的支护参数。

①锚杆。采用高强锚杆(规格GM22/2500mm-490),间排距为700×700mm,锚杆杆体采用本矿正常使用的螺纹钢锚杆。

②喷浆层。喷层厚度不小于100mm，砂浆中的水泥、黄砂、石子配比为：1：2：1.5，速凝剂与水泥比例为：3～5%。

③钢丝绳。采用废旧钢丝绳（7×2股），要求纵向应在10 m以上；横向为巷道除底板外的巷道周边边长的长度。

④托盘。托盘采用6 mm厚的钢板制作而成，若用生铁要认真铸造，防止其脆性断裂，造成锚杆脱锚，失去托锚力而使锚杆空悬，失去锚杆的关键作用。挂钢丝绳时，应将其插入锚杆并拉紧，同时用盖板压紧，达到扭矩要求，在两根锚杆间穿一根副绳并与原钢丝绳上下交替拉紧，形成钢丝绳网格，每根间距为350 mm。

注浆技术工艺注浆锚杆采用自固自封自闭新型注浆锚杆，以确保注浆安全和质量，注浆锚杆长度180 0 m m，初次注浆间排距设1400×1400 m m，二次注浆锚杆间排距为150 0×150 0 m m，顶部孔深2500～3500 mm，根据锚杆打眼机打孔状况尽可能打至4000 mm，底板以上帮眼孔深1800～2400 mm。

对于巷道交叉点右侧帮部严重泥化松散带，右帮（上帮）从最大断面处向北3m范围、1m腰线以上2m范围内采取软岩置换，增强最大断面点右帮支护强度，在基础墙外侧密排泄压方木，并在底板向上3 m范围内安装2寸1.15m～2.55m泄压钢管。

渗流水破坏现场试验验证测站布置方案。在巷道主体修复结束后，在交叉点及支巷内共布置8个观测站，每个观测站按十字布点法布置，并将3#测站顶板测点作为顶板沉降观测点。

观测结果分析可以看出，采用强韧封层多层次锚杆钢绞线联合承载环技术对巷道进行修复后，围岩的变形过程平缓，并逐渐趋于稳定。巷道交叉点最大跨度处，3#观测点表面位移较大，顶底板位移量最大值为63 mm，两帮位移量最大值为28 mm，4#观测点顶底板位移量为41 mm，两帮位移量为26 mm，巷道支巷表面位移量较小或无位移，巷道整体呈现为稳定状态。

应对渗流水破坏措施(1)前期采用架U型棚锚网索注浆联合支护方案时，对一般破碎岩体巷道加固具有良好效果，但是在围岩泥化严重段，巷道发生二次严重变形破坏，分析认为采用架U型棚锚网索注浆支护，由于局部泥化围岩不具备可锚性和可注性，另外泥质围岩变形不均匀，并且遇到水会产生很大的流变附加应力，采用U型钢支护容易造成点载荷和应力集中，劣势效应明显。

(2)根据前次支护失败经验教训，强调对巷道破坏段进行区域内疏水降压，用混凝土置换巷道右侧帮部和底角位置严重泥化围岩，对巷道承载基础进行强化，构筑具有较高承载力的承载环，提出强韧封层多层次锚杆钢绞线联合承载环技术。1