交错煤岩巷道掘进涌水机制研究及注浆加固技术

"岩巷下方交错煤岩巷道掘进迎头涌水机制研究" 本文针对某矿在既有水平岩巷下方交错煤岩巷道掘进过程中遇到的迎头涌水问题，进行了深入的研究。作者姜永丰和赵宝友利用有限差分数值计算方法，对这一现象进行了数值模拟，旨在揭示其涌水原因和机制。在模拟过程中，他们重点关注了交错巷道围岩的塑性区、位移场和应力场的变化。 首先，通过数值模拟，研究者发现交错巷道掘进至交错位置附近时，由于巷道间的相互作用，导致围岩产生显著的应力重分布。这种重分布可能导致原有的地下水动态平衡被打破，使得地下水在高应力区域沿着裂隙或破碎带向巷道内涌出，从而发生涌水现象。 其次，塑性区的分析揭示了围岩的破坏模式。当巷道掘进到一定深度，岩体内部可能出现大面积的塑性变形，这些塑性区往往是地下水流动的通道。而位移场的分析则表明，巷道掘进引起的围岩位移可能导致原有封闭的地下水系统被打开，使得水分能流入巷道。 再者，通过对应力场的研究，可以发现交错巷道掘进后，局部应力集中可能超过岩体的强度，形成新的裂缝，进一步加剧了涌水的可能性。此外，巷道掘进也可能激活原本存在的构造裂隙，成为地下水渗流的通道。 为了解决这个问题，作者提出了采用注浆加固围岩的堵水工艺。注浆技术是一种有效的地下水控制手段，它通过向地层注入浆液，填充和加固裂隙，从而阻止地下水的流动。在实际工程应用中，该工艺成功地堵住了涌水，显示出了良好的效果。 本文的研究不仅揭示了交错巷道掘进迎头涌水的机理，还提出了一种可行的防治措施，对于类似的矿山工程防水设计具有重要的参考价值。通过深入理解涌水机制，可以更好地预防和处理类似问题，保障矿山开采的安全和效率。