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據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(shí)，常因掘進(jìn)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(dòng)水壓力時(shí)，會(huì)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(jìn)行封堵，這種方法主要缺點(diǎn)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(shí)踐中，提出掘前預(yù)測突水，進(jìn)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(jì)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(duì)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(duì)這類破壞性巖體也適用[1]。因此，作用在巷道掘進(jìn)頭的總壓力應(yīng)為動(dòng)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(duì)突水圍巖本構(gòu)關(guān)系進(jìn)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(jìn)時(shí)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(jìn)巷道進(jìn)入突水區(qū)前，作用在掘進(jìn)工作面上的巖水總壓力和圍巖變形比正常掘進(jìn)時(shí)要大得多，為保證巷道掘進(jìn)安全，巷道進(jìn)入突水區(qū)時(shí)，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(jìn)巷道進(jìn)入突水區(qū)時(shí)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(dòng)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(hù)體的動(dòng)水壓力P，使σ'遠(yuǎn)大于動(dòng)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(qiáng)化參數(shù)設(shè)計(jì)實(shí)施也是保證后期巷道穩(wěn)定的關(guān)鍵技術(shù)。2工程實(shí)例
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