工程技术

• 深部高承压水巷道定投注动水封堵技术实践研究

  高晓耕;

  针对430中段硐室所面临的深部高承压水大体量突发涌出的难题，综合运用理论分析、数值分析、现场试验观测及现场实践监测等手段，对过水巷道涌水路径进行了详尽分析，确定了阻水段建造过程与动水流速的关系，制定了“先进行巷道封堵，再进行水源治理”的方案，并对治理过程中钻孔参数、投料参数及注浆参数进行了严格控制。阻水段长度达到629 m,经治理后剩余涌水量下降了94.5%,堵水效果明显。研究成果为类似深部巷道基岩高承压水快速高效封堵治理提供了实践经验和技术支撑。

  2025年04期 v.46;No.253 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 2205K]
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• 矿区大直径排水孔成孔技术应用研究

  李斌;张跃恒;刘庆东;董振国;

  针对大直径排水孔孔径大、孔身质量要求高、成井复杂、施工难度大等问题，开展大直径排水孔反循环钻进一次成孔钻进的技术研究。钻前，根据勘查孔的地层、可钻性、含水层情况等，优化钻孔结构和钻探工艺；钻进时，通过实施“交叉作业”和“一趟钻”钻进模式、大直径PDC刮刀钻头、刚性钻具组合、优质钻井液等开展防斜打直、优快钻井；完钻后，采用陀螺仪测斜、套管打坡口对焊、吊卡下放套管、内插法固井等确保成井质量。结果表明：在钻井过程中，采用大直径PDC刮刀钻头高效破岩与优质钻井液排渣技术相结合的反循环钻进开展一次成孔，提高了钻探效率，缩短了建井周期；刚性钻具组合有利于防斜打直，保证排水孔垂直度；陀螺测斜获取精准的井眼轨迹，汽车吊配合吊卡下套管，安全系数大；管内内插法注水泥，提高了固井质量。使用反循环钻进的一次成孔技术，实现了2口大直径排水孔的优质高效施工，排水孔终孔直径650 mm、单孔孔深144 m,孔身质量满足技术要求。

  2025年04期 v.46;No.253 8-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1632K]
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• 朱仙庄煤矿易自燃煤层综放工作面采空区注氮防火技术研究

  杨泽全;

  采空区注入氮气是控制该区域自燃发火风险的有效方法之一，其中注氮点的位置及注入量是决定其效果的关键参数。以淮北矿业股份有限公司朱仙庄煤矿易自燃煤层884综放工作面作为研究对象，系统地研究了采空区注氮技术措施对抑制采空区自燃发火效果的影响。研究发现，采空区注氮可以有效地减小采空区氧化带宽度，抑制采空区自燃发火，保障矿井安全生产。884综放工作面进风侧和回风侧采空区最佳注氮口位置为进风侧和回风侧采空区以里27 m位置处，最佳注氮量为800 m~3/h。研究成果可为具有类似地质特征条件下实施采空区防火措施的煤矿提供参考。

  2025年04期 v.46;No.253 16-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1417K]
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• BIM技术在溜破系统硐室施工阶段中的综合运用

  何磊;吴晨旭;陈坤福;

  为了响应国家智能化政策，推广BIM(建筑信息模型)技术在矿山建设中的应用，利用Revit的公制常规模型和参数化建模方法实现了基本空间与结构族的构建，建立了控制轴网组合溜破系统的完整模型。应用Navisworks软件对溜破系统进行可视化展示、施工方案技术交底和硐室先后施工方案进度的模拟，展现了BIM技术对于各个井巷硐室相对杂乱的空间位置关系的处理和定位、高精度构件在巷道模型的展示、复杂施工工艺的模拟和硐室先后施工顺序中的作用，表明BIM技术应用于矿山施工建设可以加快理解平面图纸和施工技术、加强不同施工建设部门的协同合作、缩短矿山建设周期，对推进矿山智能化建设具有一定参考价值。

  2025年04期 v.46;No.253 22-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1729K]
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• 基于极限平衡理论的深井巷道支护参数设计及工程应用

  刘力;

  针对新集二矿2401采区巷道随开采深度增加而出现的流变变形及围岩失稳问题，运用了实测地应力、巷道围岩力学参数分析的方法，确定了巷道围岩类型；基于极限平衡理论计算了锚杆、锚索参数，优化了2401采区回风上山的支护参数；提出了包括钻孔窥视、巷道表面变形监测、顶板离层监测和锚杆(索)受力监测等内容的巷道围岩失稳致灾监测技术。研究结果对类似地质条件下巷道围岩稳定性控制与监测具有一定的指导借鉴意义，为新集矿区深部类似地质条件煤层开采积累了宝贵的经验。

  2025年04期 v.46;No.253 29-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 2610K]
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• 香炉山隧道竖井工作面抬动大变形治理技术研究

  许慧斌;陈振国;张楚;陈君;杨雪;

  为了治理香炉山隧道竖井工作面抬动大变形，解决蚀变软岩支护难题，采用数值模拟技术分析了工作面抬动大变形机理。由于围岩结构破碎，场区水平构造应力较高，开挖后工作面破碎围岩剪胀效应明显，在水平应力持续挤压作用下，竖井工作面围岩向临空侧产生抬动大变形。针对竖井工作面围岩变形特征，采取超前“固结注浆+加强支护+应力释放”的综合治理方案。首先进行工作面全断面固结灌浆，工作面中部采用直孔注浆，边缘采用斜孔注浆，利用水泥基浆液对破碎围岩进行改性加固；然后对井壁和蚀变带软岩进行加强支护，井壁设置2圈预应力锚索，蚀变带软岩采用管棚超前支护；最后在恢复开挖前采用卸压槽对工作面围岩进行应力释放，缓解工作面应力环境。治理结束后，凿井工作面顺利通过围岩蚀变段，工作面抬动大变形得到较好控制。

  2025年04期 v.46;No.253 39-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1995K]
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• 软弱岩层巷道支护加固技术研究

  杨明;

  为提高软弱岩层下巷道围岩稳定性，以矿井14211工作面为研究对象，针对深部高应力下巷道变形程度大，巷道返修量大的问题，采用预留变形空间、分层掘进、锚网喷初次支护、锚索二次支护、低压浅孔注浆、高压深孔注浆等支护工艺进行围岩加固，形成了稳定的锚固与注浆加固动态耦合支护结构，有效控制了围岩变形程度。该工艺能够较好地适应软弱岩层构造，满足深部围岩巷道的长期稳定，确保采掘空间的安全程度，降低道维护成本，具有较好的推广应用价值。

  2025年04期 v.46;No.253 45-48+38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1467K]
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• 深竖井反井导孔定向钻进技术研究

  刘文敬;张学亮;郝浩杰;

  导孔施工是深竖井反井施工的关键工序，其偏斜率决定了施工井筒的偏斜率。为了保证导孔质量，以滦平抽水蓄能电站357 m排风竖井建设为背景，综述了随钻测斜技术、螺杆纠偏技术、磁导向钻井技术及定向先导孔扫孔技术等4项关键技术。实践表明，通过以上施工技术可以精准控制井眼轨迹，其偏斜率≤3‰,为类似反井工程提供借鉴。

  2025年04期 v.46;No.253 49-53+21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1255K]
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技术革新

• 近距离下穿原油管线的隧道爆破减振技术研究

  林树森;宁方端;孙梦阳;张宪堂;

  针对近距离下穿运营年代久远的原油管线时面临的爆破振动控制标准的设定和减振技术难题，基于管线极限应变理论计算与现场专项检测评估，结合复合楔形掏槽、逐孔爆破和电子雷管毫秒延时起爆技术，提出了系统的爆破振动控制方法。通过胶州湾第二海底隧道斜井工程实践，建立了1.5 cm/s的原油管线安全振速控制标准，优化形成“正三角形掏槽+差分抵抗线+等分装药+波峰不关联起爆网络”的减振技术体系。现场监测表明：优化方案实施后管线最大振速降至1.2 cm/s(低于安全阈值),爆破影响范围控制在掌子面前后50 m,成功实现安全穿越高风险区域，为同类工程提供了重要技术参考。

  2025年04期 v.46;No.253 54-60+28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1806K]
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• 基于随钻振动信号的煤岩边界识别技术研究

  李恒;孙晓宇;

  针对煤矿瓦斯抽采钻孔轨迹易偏离煤层、导致瓦斯抽采效率降低甚至引发安全隐患的问题，提出了一种基于随钻振动参数的煤岩界面识别技术。该技术通过采集钻进过程中的随钻振动信号，并利用小波变换和Butterworth滤波器进行预处理，提取平均值、均方根和功率谱密度中心频率3个特征参数。通过分析这3个特征参数在煤岩界面处的差异，建立了煤岩界面识别模型。现场试验结果表明，均方根值和功率谱密度中心频率能够有效识别煤岩界面，为钻孔轨迹的实时调整提供依据。该技术具有成本低、响应快、操作简便等优点，可为煤矿瓦斯抽采孔的偏离在线监测提供新的解决方案。

  2025年04期 v.46;No.253 61-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1341K]
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• 基于BIM技术的井巷断面编码体系及设计流程研究

  温星星;何利辉;刘园园;杨帆;陈雷;王海滨;郑媛;张沥予;

  为了提升井巷断面设计的效率，使设计人员脱离传统二维设计模式，通过对巷道断面形状、支护方式及附属设施进行编码体系研究，形成了一套标准化断面编码体系。基于BIM技术研发了断面参数化设计系统，该系统能够快速进行巷道断面设计，在此基础上，可生成巷道断面图册及巷道工程量图表，方便煤矿现场管理人员对于断面数据信息的管理，为矿井数字化建设提供了技术支撑。

  2025年04期 v.46;No.253 66-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1726K]
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• 综合钻孔物探技术在立井地面预注浆效果检查中的应用

  邓昀;

  立井井筒在遇到含水层或松软破碎岩层时，地面预注浆是常用的堵水加固技术，但一直没有可靠的手段来检查注浆效果，且国内外尚未有通过物探手段对竖井地面预注浆效果进行检查的应用。本文阐述了组合测井方法与物性参数及超高密度跨孔电阻率CT技术的基本原理，并在云南滇中引水工程香炉山引水隧洞新增竖井地面预注浆中进行了现场尝试应用。结果表明，注浆后显示出电阻率提高、声波速度提高和井径扩径减少的趋势，可以整体上反映出注浆前后地层得到加固、含水性降低的效果，但利用组合测井及超高密度跨孔电阻率CT对注浆效果只能做到定性分析，尚无法做到精准的定量分析；组合测井与超高密度跨孔电阻率CT测试相结合，由线到面，更能全面反映地层含水特性及完整性的变化，为注浆效果检测评价提供了一条较为可行的途径，具有广阔的应用前景。

  2025年04期 v.46;No.253 72-77+71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1990K]
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试验研究

• 隧洞穿断层破碎带围岩注浆加固圈层模拟试验研究

  谢福星;

  针对深埋隧洞穿越断层破碎带存在的围岩强度低、突泥涌水风险大等难题，为更好地掌握隧洞围岩加固机理，通过对围岩力学特性的深入研究，结合数值模拟、相似模拟与现场试验，揭示了多孔注浆扩散规律，分析了注浆过程中的黏度效应、压力效应；同时对围岩加固圈层进行了相似模拟分析，进一步探讨了围岩应力分布与加固材料性能的相互作用，验证了多级支护策略的有效性，为复杂地质条件下隧洞安全施工提供了科学依据。研究表明，围岩加固效果受扩散规律、黏滞效应及压力效应等多重因素影响，细化颗粒级配与固结层设计，能显著增强支护体系整体抗力，确保隧洞长期稳定运行。研究成果为同类工程提供了宝贵经验，为深埋隧洞穿越复杂断层带的稳定性控制提供了理论依据，对类似地下工程的灾害防控具有重要参考价值。

  2025年04期 v.46;No.253 78-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1956K]
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• 冻结孔环形空间材料制备及其冻融条件下微观研究

  孙明睿;程桦;李自清;薛维培;亓燕秋;王晓云;郭龙辉;张志伟;

  为解决西部地区冻结法凿井工程冻结管外部环形通道涌水等问题，通过正交试验研究了水灰比、柠檬酸、焦磷酸钠、硼酸4种因素对缓凝水泥浆的影响，以及冻融损伤后结石体的内部孔隙变化情况。结果表明：(1)缓凝剂D是流动度的显著影响因素，缓凝剂C对初凝时间影响最显著，而水灰比对结石率、强度和渗透率均起主导作用；(2)通过功效系数法确定最优配比为水灰比为1.1、缓凝剂B为0.18%、缓凝剂C为0.35%、缓凝剂D为0.25%时，缓凝水泥浆综合性能最优。(3)微观结构分析显示，结石体以微米级小孔隙为主，其中小尺寸孔隙的面积最大，远远大于中尺寸孔隙和大尺寸孔隙面积之和；在经过冻融过程后，内部孔隙数量增大，因此测得结石体的孔隙率呈上升趋势；对比冻融前后孔径分布图，可以发现胶凝孔、毛细孔、非毛细孔分布比例均上升，且毛细孔所占比例最大，胶凝孔其次，非毛细孔最小。研究结果可为西部冻结法凿井缓凝泥浆的配制提供了有益参考。

  2025年04期 v.46;No.253 84-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1720K]
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• 双层透水混凝土配合比设计与抗堵塞性能研究

  孙克龙;袁文华;翟浩然;

  为解决透水混凝土容易堵塞及使用寿命短的问题，采用分层结构设计，即骨料粒径之间的匹配：a1(上层2～5 mm、下层5～10 mm);a2(上层2～5 mm、下层10～20 mm);a3(上层5～10 mm、下层10～20 mm)。通过上层小粒径骨料(2～5 mm、5～10 mm)拦截堵塞物与下层大粒径骨料(5～10 mm、10～20 mm)快速排水，相互协同，显著提高了抗堵塞性能。采用L_9(3~4)正交实验，研究了骨料粒径匹配(a1、a2、a3)、分层匹配比例(5∶5、6∶4、7∶3)、聚丙烯纤维掺量(0.3%～0.4%)、增强剂掺量(3%～5%)对透水混凝土性能的影响。结果表明，当粒径匹配为a1、分层比例为6∶4、聚丙烯纤维掺量为0.3%、增强剂掺量为4%时，混凝土28 d抗压强度达到18.5 MPa、劈裂抗拉强度为5.2 MPa、35次堵塞循环之后透水衰减率仅为22.5%,较单层透水混凝土相比有效地解决了堵塞问题，同时兼顾了力学性能与透水性能的协同提升。

  2025年04期 v.46;No.253 93-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1550K]
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• 浸水煤体力学性能试验研究

  王苏龙;孙迪;

  煤体强度是保证工作面安全开采的重要指标，对某矿11号煤富水性煤层煤样在浸水条件下的静、动态抗压强度进行了测试，测试结果表明：某矿11号煤自然含水率为2.56%,饱和含水率为10.18%,煤体的含水率随浸水时间先快速增涨，后逐渐趋于稳定；煤体的单轴抗压强度与弹性模量均随含水率的变化呈负相关关系，降低的最大幅度分别为46.85%与20.38%;煤体的动态抗压强度随含水率的增加而减小，与冲击气压呈正相关关系；煤体的碎块维度与含水率和冲击气压均呈正相关关系。

  2025年04期 v.46;No.253 100-104+83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1498K]
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问题探讨

• 深部软岩巷道围岩稳定性评价合理指标选择

  张佳伟;钱昊成;李金斗;范坤;吴德义;

  为选择合理指标对深部软岩巷道围岩稳定性进行评价，结合淮北煤田宿州矿区巷道工程实际，以工程中常见的直墙半圆拱巷道为例，数值模拟分析巷道拱顶部位、拱基线部位、帮部中间部位及底板中间部位围岩松动圈厚度、表面位移以及表面位移梯度分布特征，并用工程实测进行验证。结果表明：针对深部软岩巷道，仅依据松动圈厚度评价围岩稳定性呈现明显局限性；围岩表面位移梯度与围岩稳定性呈现更显著相关性。以围岩表面位移梯度作为评价指标，控制松动圈范围内围岩碎胀，将围岩表面碎胀程度控制在临界容许范围内，保持围岩稳定。

  2025年04期 v.46;No.253 105-110+92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1832K]
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• 本刊征稿征订启事

  <正>《建井技术》为我国矿山建设行业综合性技术期刊,国内外公开发行,是中国核心期刊(遴选)数据库、中国期刊全文数据库和中文科技期刊数据库来源期刊,被中国期刊网、中国学术期刊(光盘版)和国家工程技术数字图书馆等全文收录。主要报道我国矿山建设和有关的岩土工程建设中的新技术、新工艺、新材料和新设备,推广和交流技术革新和科学研究成果,介绍国内外矿山建设技术动态,为实现矿山建设技术现代化及矿山安全生产服务。欢迎从事矿山工程和岩土工程建设的施工、科研、设计、监理、教学和管理的技术人员、管理人员、院校师生踊跃投稿,并欢迎订阅。

  2025年04期 v.46;No.253 111页 [查看摘要][在线阅读][下载 730K]
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