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據(jù)統(tǒng)計，礦井井巷涌水量約占礦井總涌水量的50％以上，特別是在井巷通過有水力聯(lián)系的松軟破碎帶、斷層裂隙帶或直接揭露含水層時，常因掘進中巷道圍巖等卸壓加載等引起的礦壓現(xiàn)象，使巷道圍巖產(chǎn)生變形、破壞、坍塌、冒落，當(dāng)抗壓巖柱小于動水壓力時，會造成突水災(zāi)變事故，危及生產(chǎn)安全。目前現(xiàn)場封堵突水多數(shù)是在井巷圍巖突水后再進行封堵，這種方法主要缺點是投資大、成本高，封堵效果不明顯，且可能造成封堵失敗。作者在研究實踐中，提出掘前預(yù)測突水，進行圍巖預(yù)注漿加固封堵井巷突水技術(shù)，可較好的控制巷道突水難題，具有顯著的經(jīng)濟效益。
l突水區(qū)圍巖本構(gòu)關(guān)系
目前有關(guān)巖土的本構(gòu)關(guān)系研究的比較多，而有關(guān)圍巖突水的本構(gòu)關(guān)系研究的較少，使圍巖突水的封堵控制缺少理論依據(jù)。因此，研究突水圍巖的本構(gòu)關(guān)系，采取耦合控制對策是掘巷中控制突水的關(guān)鍵。本文根據(jù)巖土有效應(yīng)力作用原理，研究并建立了突水巷道的力學(xué)模型和本構(gòu)關(guān)系，則關(guān)于巖土結(jié)構(gòu)的有效應(yīng)力理論對這類破壞性巖體也適用[1]。因此，作用在巷道掘進頭的總壓力應(yīng)為動水壓力(即孔隙水壓力)和圍巖巖體壓力(有效壓力)之和。
三向應(yīng)變；σx、σy、σz分別為三向應(yīng)力；E為彈性模量；μ為巖石泊松比。
對突水圍巖本構(gòu)關(guān)系進行分析可知，突水前作用在圍巖上的應(yīng)力為總應(yīng)力σ，其值遠(yuǎn)大于正常掘進時巖體之間接觸作用應(yīng)力，且突水區(qū)圍巖多為弱化巖體，受軟化、蠕變、松弛、彈性后效等現(xiàn)象影響，使圍巖流變明顯加大，所以，掘進巷道進入突水區(qū)前，作用在掘進工作面上的巖水總壓力和圍巖變形比正常掘進時要大得多，為保證巷道掘進安全，巷道進入突水區(qū)時，應(yīng)留置足夠抗壓巖柱且在流變而產(chǎn)生的破壞范圍內(nèi)注漿加固，才能保證掘進巷道進入突水區(qū)時不發(fā)生突水災(zāi)害[2]。
根據(jù)有效應(yīng)力作用原理可知，作用在巷道圍巖的總壓力為動水壓力和圍巖巖體壓力之和。所以，巷道注漿加固后，為保證圍巖的長期穩(wěn)定而不發(fā)生突水，必須增加圍巖的有效壓力σ'，減小支護體的動水壓力P，使σ'遠(yuǎn)大于動水壓力P，以保證巷道加固后長期保持穩(wěn)定不發(fā)生突水現(xiàn)象。因此，圍巖注漿強化參數(shù)設(shè)計實施也是保證后期巷道穩(wěn)定的關(guān)鍵技術(shù)。2工程實例
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