童仁劍，鄭士田，吳燕軍，史永理

(1.中煤科工集團西安研究院有限公司，陜西 西安 710077；2.陜西省煤礦水害防治技術(shù)重點實驗室，陜西 西安 710077)

0 引 言

隨著淺部煤炭資源逐漸枯竭，深部資源開采成為資源開發(fā)的新常態(tài)[1]。深部“三高一擾動”的地質(zhì)條件對巷道圍巖穩(wěn)定性威脅越來越顯著[2-3]，確保巷道圍巖穩(wěn)定是煤礦安全高效生產(chǎn)的基礎(chǔ)。深部巷道開拓不可避免穿越斷層破碎帶，斷層破碎帶往往構(gòu)造應(yīng)力集中，巖體自承載力能力差，具有易變形、易透水、強度低、抗水性差等特點，增加了巷道圍巖控制難度[4-7]。在采掘擾動影響下，易引起斷層活化，誘發(fā)冒頂、沖擊地壓、礦震和突水等事故[8-12]。巷道過斷層綜合保障工藝重點分為圍巖支護強化和圍巖注漿改性2類。巷道圍巖支護形成了U型棚、錨網(wǎng)、錨索、錨桿和管棚等聯(lián)合支護體系。圍巖支護的加強能有效地控制圍巖的穩(wěn)定性，但也增加了施工難度，影響了掘進效率。圍巖注漿改性則是通過注漿加固充分發(fā)揮圍巖的自承載能力，提高軟弱圍巖抗變形能力和強度，改善支護結(jié)構(gòu)的受力情況，降低巷道支護、維護難度，較好地解決巷道掘進過斷層的施工安全和長期穩(wěn)定問題[13]。

董守義[14]針對巷道過高水壓、高地應(yīng)力、易泥化斷裂帶，提出雙環(huán)布孔的管棚支護技術(shù)。聶建偉等[4]則采用管棚加預(yù)注漿超前支護及掘后錨索強化、注漿補強、澆注混凝土等分步聯(lián)合加固支護方法掩護巷道安全過松軟破碎、大落差斷層組。孟慶彬等[5]針對巷道過富水斷層帶，采用了超前管棚預(yù)加固和初次型鋼網(wǎng)噴、鋼筋混凝土襯砌、二次注漿聯(lián)合支護方案。閆帥等[6]模擬研究了斷層帶圍巖變形破壞機制，提出區(qū)域化超前注漿和分階段支護對策。林遠東等[8]采用Anderson斷層模型和Mohr-Coulomb強度準則研究了采動影響下斷層穩(wěn)定性的影響規(guī)律，得出超前預(yù)注漿能增大斷層面黏聚力和內(nèi)摩擦角，實現(xiàn)斷層自鎖。康紅普等[12]論述了巷道圍巖注漿加固技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，重點介紹了不同注漿材料的應(yīng)用條件。

目前，眾多學(xué)者研究的預(yù)注漿加固圍巖工藝主要在井下實施，即通過井下注漿孔向巷道掘進工作面前方的斷層破碎帶進行多階段注漿。然而，井下鉆孔受孔深和耐壓的影響，注漿段較短、注漿壓力較低、注漿量小、漿液擴散距離有限，治理大斷層或圍巖嚴重破碎帶難度較大，間接對支護工程提出了更高的要求。另有采用地面直孔群進行斷層加固，大斷層帶注漿效果難以保證，且無效段長，不經(jīng)濟。

針對井下注漿和地面直孔注漿的不足，結(jié)合地面定向孔在灰?guī)r水害治理中的成熟工藝[15-16]，筆者將地面定向孔技術(shù)優(yōu)勢應(yīng)用于斷層治理方向，進行精準探查巷道巖性，地面超前可控高壓注漿，保障圍巖注漿加固效果，提高巷道掘進支護效率，同時實現(xiàn)了由掘時被動治理到掘前主動防治，由井下注漿到地面綜合治理。根據(jù)筆者在兩淮礦區(qū)灰?guī)r水害治理、斷層治理的工程經(jīng)驗[17-20]，總結(jié)了地面定向孔超前預(yù)注漿掩護巷道穿斷層破碎帶的關(guān)鍵技術(shù)，以期為深部巷道過斷層時注漿加固圍巖提供借鑒。

1 工程概況

1.1 地質(zhì)概況

淮北煤田位于華北板塊東南緣，在晚古生代海西運動時期，構(gòu)造變形微弱，連續(xù)沉積了石炭系、二疊系含煤地層，而在中生代印支、燕山運動期間，強烈板塊運動引起了多期構(gòu)造運動疊加，近EW向和NNE向大斷裂縱橫交錯，網(wǎng)狀斷塊構(gòu)造發(fā)育，形成了淮北煤田南北分異、東西分帶的構(gòu)造格局。

研究區(qū)位于淮北煤田臨渙礦區(qū)西南部，礦井斷層發(fā)育，數(shù)量多、斷距大。采區(qū)開拓巷道包括副暗斜井、運輸暗斜井和回風(fēng)暗斜井，受斷層構(gòu)造發(fā)育影響，巷道掘進將穿過8條正斷層，斷距大于50 m斷層3條。其中，WF4斷層是影響開拓巷道的主要正斷層，傾角70°～80°，平均斷距170 m，傾角及斷距變化較大，斷層帶寬且破碎，錯斷層位為二疊系-奧陶系中統(tǒng)，斷層帶單位涌水量0.000 104 L/(s·m)，富水性弱。工作面回風(fēng)巷在掘進至該斷層的伴生斷層(斷距28 m)時，出現(xiàn)圍巖地應(yīng)力大，巷道受壓變形嚴重，支護困難，致使掘進機差點被埋，最后終止掘進，變更工作面設(shè)計。同樣，鄰近采區(qū)運輸大巷在過深部大斷層時，礦壓大，巷道變形嚴重，雙層U型棚很快被擠實。綜上，針對WF4斷層帶潛在安全隱患，研究目標即為掩護3條開拓巷道安全穿過WF4斷層破碎帶，提高掘進效率，降低支護難度。

1.2 工程問題

采區(qū)開拓巷道掘進、支護面臨主要工程問題為：

1)巷道礦壓大。采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育，橫向切割巷道的小斷層較多，縱向上還受F高-7斷層(斷距110 m)影響，開拓巷道在WF4斷層帶前的下山掘進過程中，特別是過圍巖破碎區(qū)域和巖體層理面時，圍巖整體穩(wěn)定性差，底鼓量極大，7處礦壓觀測點顯示底鼓量超過500 mm，2處超過1 000 mm，左右?guī)妥冃屋^嚴重，頂板下沉明顯。同樣，WF4斷層帶巖體破碎，伴生斷層多，斜交巷道呈階梯式展布，掘進過程中將面臨礦壓大、局部壓力集中，沖擊地壓風(fēng)險高等工程問題。

2)支護困難。3條開拓巷道為16°左右的斜井，井下預(yù)注漿壓力低，擴散距離有限，大斷層加固防滲效果難以保證，破碎帶錨固支護難度大，復(fù)雜聯(lián)合支護施工困難，工程量大，不確定因素多，安全風(fēng)險高，影響掘進效率，嚴重則影響礦井生產(chǎn)接續(xù)。

2 定向孔掩護巷道過斷層關(guān)鍵技術(shù)

2.1 注漿加固機理

斷層是巖體在構(gòu)造作用下形成的軟弱結(jié)構(gòu)面，其充填介質(zhì)抗壓能力低、塑性變形強，開采擾動下，極易剪切變形破壞。斷層結(jié)構(gòu)面抗剪強度可用庫侖準則簡化表述：

τ=σtanφ+c

(1)

式中：τ為軟弱結(jié)構(gòu)面抗剪強度；σ為作用在結(jié)構(gòu)面上的法向應(yīng)力；φ、c為結(jié)構(gòu)面的內(nèi)摩擦角和黏聚力。

斷層破碎帶黏聚力和摩擦角要小于正常巖體，抗剪能力較差，是造成巷道過斷層時圍巖失穩(wěn)的主要原因[8]，注漿加固主要目的是改性結(jié)構(gòu)面力學(xué)性質(zhì)，提高內(nèi)摩擦角φ和黏聚力c，從而提高斷層破碎帶抗剪強度。主要作用機理為：①注漿充填破碎帶孔隙、裂隙空間，黏接介質(zhì)顆粒，與斷層面膠結(jié)固化，形成漿液—介質(zhì)復(fù)合結(jié)構(gòu)體；②帶壓注漿擠壓巖體、結(jié)構(gòu)體，以漿液置換介質(zhì)空間中的水分，提高彈性模量；③高壓劈裂注漿形成縱橫交貫的漿脈網(wǎng)格骨架結(jié)構(gòu)，提高結(jié)構(gòu)體整體性，有效傳遞分擔(dān)載荷，提高自承載能力和圍巖的殘余強度；④注漿漿液封堵裂隙，隔絕水和空氣，提高結(jié)構(gòu)體抗?jié)B性，避免風(fēng)化降低圍巖強度，保持長期穩(wěn)定性。

2.2 總體治理思路

地面定向孔掩護巷道穿斷層破碎帶總體思路為：綜合考慮地質(zhì)條件與巷道空間關(guān)系，確定斷層治理段范圍，在地面合適位置布置定向鉆孔，基于鉆探施工關(guān)鍵技術(shù)和高壓預(yù)注漿關(guān)鍵技術(shù)(圖1)，沿巷道超前精準探查，實現(xiàn)斷層破碎帶的高壓注漿加固，改善軟弱圍巖力學(xué)性質(zhì)，重塑地應(yīng)力分布，發(fā)揮圍巖自承載能力；封堵裂隙通道，降低含水層滲透系數(shù)，防治斷層突水；探查巷道巖性，預(yù)知關(guān)鍵層位置；減輕巷道支護、維修負擔(dān)，達到安全高效生產(chǎn)目的。

圖1 定向孔掩護巷道過斷層關(guān)鍵技術(shù)體系Fig.1 Key technical system of directional drilling supporting roadway excavation through fault

2.3 鉆探施工關(guān)鍵技術(shù)

2.3.1鉆孔設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)

1)孔口位置優(yōu)選。定向孔孔口位置的選擇決定了鉆孔軌跡的形態(tài)和施工風(fēng)險。一般來說，平面上直線(近直線)的鉆孔軌跡施工風(fēng)險最低。選擇合適的孔口位置，盡可能使鉆孔軌跡接近直線或是小于一定的弧度，有助于減小鉆探摩阻和轉(zhuǎn)矩，降低卡鉆、塌孔和注漿短路風(fēng)險，以及后期工程設(shè)計調(diào)整。

與此同時，孔口位置的選擇應(yīng)盡可能地使鉆孔一開、二開軌跡避開采空區(qū)、巷道和不良地質(zhì)體，保持15 m以上安全距離，避免鉆探漏失或套管損壞造成無效注漿，以及跑漿至巷道、采空區(qū)，引起次生災(zāi)害。

2)軌跡設(shè)計優(yōu)化。目標治理層位的鉆孔設(shè)計和巷道、斷層、地層三者的空間關(guān)系以及圍巖地質(zhì)條件有關(guān)。根據(jù)三維地震解釋結(jié)果，軌跡設(shè)計重點沿巷道中心線穿斷層，保證注漿擴散效果，同時根據(jù)探查的地層的巖性、強度進行巷道頂?shù)装寤騼蓭脱a充性注漿。若斷層導(dǎo)水、連通性好，與太(奧)灰、松散層或井巷系統(tǒng)存在水力聯(lián)系，還需提前進行截流，切斷水力聯(lián)系，提高注漿加固效果，降低斷層涌水。施工過程中，根據(jù)實際鉆探、注漿信息不斷優(yōu)化鉆孔設(shè)計，做好地質(zhì)勘探三邊工作：邊勘查施工，邊分析研究，邊調(diào)整修改設(shè)計。

此外，單個支孔往往難以滿足斷層注漿加固效果，尤其在采區(qū)多條大巷穿同一斷層時，大巷之間距離較近，標高差別不大，針對此類巷道群常布置多個支孔，除中心線設(shè)計外，還可以交叉設(shè)計、條帶設(shè)計，實現(xiàn)斷層破碎帶區(qū)域超前治理。

2.3.2軌跡精準控制技術(shù)

鉆孔軌跡精準控制是提高定向孔中靶率的關(guān)鍵。在軌跡測量過程中，因儀器傳感器精度、方位角歸化、磁干擾和儀器軸向問題等誤差的影響(表1)，計算得到的井眼軌跡和實鉆軌跡存在一定偏差。軌跡越長，測量數(shù)據(jù)的誤差疊加，導(dǎo)致軌跡的不確定越大。

表1 定向孔軌跡測量誤差分類及解決措施Table 1 Wellbore trajectory survey error classification of directional drilling and solution

由于斷層治理孔為順巷鉆進，對穿巷精度要求較高，為保證軌跡的可靠性，軌跡精準控制技術(shù)包括儀器定期質(zhì)量檢查、實驗室校驗、系統(tǒng)更新，方位角校正，防范磁干擾，以及進行儀器軸向?qū)χ袡z查等技術(shù)措施，由此降低定向井軌跡測量的誤差。施工過程中，還可定期采用全姿態(tài)隨鉆陀螺測斜儀、磁導(dǎo)向孔和地質(zhì)探孔進行軌跡糾偏參考。

2.3.3非治理段隔離施工技術(shù)

斷層治理孔軌跡按其工程目的可分為淺部套管段、造斜非治理段和順巷治理段3部分。受孔口位置、巷道分布和軌跡設(shè)計的影響，造斜非治理段有時較長，存在地層漏失、斷層破碎帶發(fā)育、多層煤層、砂巖裂隙發(fā)育、鋁土質(zhì)泥巖和井下巷道等不良地質(zhì)條件，容易造成鉆探塌孔、無效注漿或注漿短路，直接影響鉆探施工安全以及治理段注漿效果。

非治理段隔離施工工藝即通過施工三開技術(shù)套管，將套管盡可能延伸下至目標治理段，減少注漿干擾，實現(xiàn)斷層帶高壓、精準注漿。為此，須調(diào)整鉆具組合，采用留空側(cè)鉆下套管技術(shù)，形成四開成孔結(jié)構(gòu)，逐個實現(xiàn)多分支孔隔離注漿施工目標。

2.3.4鉆井液護壁技術(shù)

斷層帶巖體破碎雜亂，易掉塊，套管口附近巖體多次側(cè)鉆擾動，煤層強度低，以及泥巖遇注漿析水后強度弱化等常威脅鉆探孔內(nèi)安全，造成成孔困難、塌孔、卡鉆發(fā)生，卡鉆嚴重情況下發(fā)生埋鉆，威脅掘進安全。

鉆探施工過程中，應(yīng)結(jié)合斷層治理孔的地質(zhì)條件靈活調(diào)整鉆井液參數(shù)，選擇合適防塌鉆井液技術(shù)方案，常添加氯化鉀、聚合醇、有機鹽、胺基抑制劑或重晶石粉等材料。在松散破碎地層適當提高鉆井液的密度、黏度，控制鉆井液失水；在深部地層則加入一些潤滑劑、乳化劑等提高潤滑性，降低摩阻和扭矩。通過采用抑制性強、流變性好、潤滑性高、攜巖粉能力突出的高性能、防塌鉆井液，可有效減少井壁坍塌、托壓卡鉆、鉆頭泥包、攜砂循環(huán)等孔內(nèi)復(fù)雜問題，保障鉆孔成孔。

2.4 高壓預(yù)注漿關(guān)鍵技術(shù)

2.4.1高壓注漿加固技術(shù)

定向孔高壓注漿加固技術(shù)即采用地面攪拌系統(tǒng)進行多種漿液材料配比和不同密度穩(wěn)定制漿，通過高壓注漿系統(tǒng)下行式、大流量、連續(xù)或間歇式“梯度增壓動態(tài)控制”灌注技術(shù)，實現(xiàn)充填封堵裂隙通道，加固改性斷層帶圍巖。梯度增壓動態(tài)控制技術(shù)分為低壓充填、中壓壓實、高壓劈裂3個階段。注漿終壓為靜水壓力的1.5～3倍。

為保證注漿效果，注漿前期采用稀漿擴散探查，中后期采用稠漿壓實加固，提高結(jié)石率，降低析水率。同時根據(jù)裂隙動態(tài)發(fā)育程度，低壓選擇大流量注漿，充填擴散；高壓進行小流量注漿，壓實劈裂。

2.4.2注漿分段選擇技術(shù)

針對定向鉆探查后斷層破碎帶空間位置的相對確定性，合理進行注漿分段是實現(xiàn)精準、高效注漿的關(guān)鍵。注漿分段選擇技術(shù)措施采用四段注漿分段法進行斷層破碎帶高壓注漿，即將裸孔注漿段分為非巷道注漿段、斷層帶前段、斷層破碎帶和斷層帶后段共四段。該分段方法保證了斷層破碎帶之前的地層耐壓效果，消除注漿干擾，實現(xiàn)了斷層破碎帶的充分注漿加固及效果驗證。

鉆探過程中若出現(xiàn)鉆井液漏失、返水、鉆孔間串漿等異常情況，則立即停止循環(huán)，起鉆注漿，保證鉆探施工安全，注漿充填封堵潛在裂隙通道。

2.4.3注漿異常響應(yīng)技術(shù)

注漿異常是注漿過程中的常見問題。正常情況下，注漿壓力表現(xiàn)為快速升壓、逐級突破、穩(wěn)定上升的變化過程。注漿異常則表現(xiàn)為注漿壓力難以達到注漿結(jié)束標準，擴散過遠造成無效注漿，甚至引起其他次生災(zāi)害。

常見注漿異常情形可歸納為6類(表2)，包括注漿長期無壓、長期壓力穩(wěn)定不起壓、長期壓力波動難升壓、注漿跑漿至井巷、注漿串漿至周邊鉆孔和注漿升壓過快。針對不同異常情形，分析影響原因，采用間歇式注漿、加粉煤灰、水玻璃等混合注漿、重新掃孔復(fù)注等技術(shù)措施，確保后續(xù)注漿工程順利實施。

表2 注漿異常情形及響應(yīng)技術(shù)措施Table 2 Abnormal situation of grouting and response technical measures

3 工程應(yīng)用

3.1 方案設(shè)計

研究區(qū)開拓巷道從WF4斷層下盤向上盤掘進，因斷層落差大，伴生斷層多，確定巷道治理段為斷層上盤150 m、下盤120 m，平面上治理加固段為270 m，3條巷道共計治理長度810 m。受井下巷道掘進、采空區(qū)、斷層、巷道高差與間距、地面條件等多個因素制約，孔口位置調(diào)整在軌道巷道北側(cè)，距離約160 m。

工程原設(shè)計三開成孔結(jié)構(gòu)，因非治理段K3砂巖裂隙、斷層裂隙發(fā)育且相互連通，可注性強，注漿量大，長時間、大流量非治理段注漿嚴重影響工程進度，造成漿液浪費，同時影響巷道掘進。為保證治理段注漿效果，采用非治理段隔離施工技術(shù)，留空側(cè)鉆下置三開技術(shù)套管，實現(xiàn)多分支孔隔離注漿施工目的。因而變更設(shè)計為四開成孔結(jié)構(gòu)(表3)，包括一開近直孔套管段、二開定向?qū)碧坠芏巍⑷_技術(shù)套管段、四開順巷裸孔段。為驗證注漿效果，檢查加固孔采用交叉設(shè)計施工。

表3 鉆孔成孔結(jié)構(gòu)Table 3 Drilling structure composition

3.2 工程成果

基于定向孔掩護巷道過斷層關(guān)鍵技術(shù)，工程順利施工了3個分支孔(S1-1,S1-2和S1-3)，1個檢查加固孔(S1-4)，完成鉆探進尺2 717.37 m，注水泥7 841 t。各分支孔終孔注漿終壓12.0～14.5 MPa，單位透水率小于0.001 L/(min·m2)。工程施工成果如圖2所示。

圖2 工程施工成果 Fig.2 Results figure of Engineering construction

4 治理效果評價

4.1 探查治理效果評價

1)壓水試驗分析。壓水試驗反映了地層的可注性，可判斷裂隙發(fā)育程度，以此作為注漿結(jié)束標準依據(jù)。工程共進行了28次壓水試驗，順巷治理段內(nèi)注漿前平均單位透水率為0.00 369 L/(min·m2)，注漿結(jié)束后為0.00 022 L/(min·m2)，注漿后單位透水率為注漿前的5.96%，注漿加固效果良好。

2)地層巖性探查分析。地層巖性對巷道掘進尤為重要，預(yù)知掘進前方巖性，如斷層破碎帶、煤層、鋁土質(zhì)泥巖或軟巖段等，有利于提前調(diào)整掘進、支護設(shè)計方案?；趲r屑錄井技術(shù)，地面定向鉆能夠超前、遠距離、高精度探查地層巖性，并對不良地質(zhì)體進行超前高壓注漿，充填破碎帶裂隙，壓密巖層，起到膠結(jié)固結(jié)、骨架支撐作用，具有地面直孔和井下超前鉆不可比擬的優(yōu)勢。

根據(jù)巖性探查結(jié)果，繪制了適合地面定向孔結(jié)構(gòu)的巷道巖性剖面圖(圖3)，可用于分析治理段地質(zhì)條件復(fù)雜程度，有效指導(dǎo)井下掘進、鉆探和支護工程施工，保障掘進安全。

圖3 巷道巖性剖面示意Fig.3 Lithologic profile of roadway

3)注漿量分析。工程分段注漿15次，累計注漿用水泥量7 841 t。在順巷前期，非巷道治理段注漿量3 061 t。非巷道治理段套管隔離后，順巷治理段注漿量為4 445 t，檢查加固孔注漿量為335 t。順巷治理段單位注漿量為5.49 t/m，其中WF4斷層破碎帶單位注漿量為7.62 t/m。注漿量表明，研究區(qū)非治理段注漿量大，與其地質(zhì)條件復(fù)雜、裂隙發(fā)育有關(guān)；經(jīng)應(yīng)用非治理段隔離施工技術(shù)和注漿分段選擇技術(shù)后，保證了斷層帶得到充分注漿加固。

4)注漿擴散距離分析。注漿擴散距離受注漿壓力、裂隙發(fā)育程度、裂隙連通性等綜合影響。由于地層裂隙具有非均質(zhì)各向異性的特點，注漿擴散形態(tài)并不是以“圓柱體狀、球體狀”擴散，而是不斷優(yōu)先向相對大的裂隙空間通道擠壓擴散，擴散體積極不規(guī)則。分析鉆探水泥揭露、井下掘進水泥揭露、井下巷道跑漿等信息可知，此次注漿擴散距離最遠達到370 m。擴散距離遠主要因為斷層帶裂隙發(fā)育，連通性極好，同時高壓注漿也有利于漿液進一步擴散。經(jīng)分段注漿、隔離注漿和重復(fù)注漿治理，合理挖制注漿擴散范圍，確保了破碎帶的圍巖加固效果。

5)物探驗證效果分析。為探查斷層帶巖層結(jié)構(gòu)狀態(tài)和富水性，驗證注漿加固效果，在巷道掘進工作面位置采用瞬變電磁法進行了探測，距離WF4斷層帶約32 m，探測結(jié)果如圖4所示。

圖4 巷道順層方向瞬變電磁探測成果 Fig.4 Transient electromagnetic detection results on bedding direction of roadway

經(jīng)注漿充填后，WF4斷層帶及巷道掘進工作面前方120 m范圍順層方向未見低阻異常，區(qū)域內(nèi)整體相對高阻。巷道穿斷層帶未出水，僅在斷層上盤出現(xiàn)少量頂板砂巖淋水。物探和掘進相互驗證表明，漿液擴散不規(guī)則，高壓注漿能有效封堵斷層裂隙通道，降低含水層的滲透系數(shù)。

4.2 巷道掘進支護效果評價

定向孔施工結(jié)束后，開拓巷道安全、快速掘進通過了WF4斷層破碎帶及治理區(qū)域。掘進揭露表明，破碎帶巖體呈碎塊角礫狀，泥巖受擠壓、揉皺呈糜棱狀，泥化現(xiàn)象明顯，裂隙中明顯可見水泥結(jié)石充填，巷道見注漿水泥柱，斷層帶至少含2組大斷層。其中，回風(fēng)暗斜井過斷層時圍巖穩(wěn)定，采用錨噴支護，變形量小，掘進支護效率高；副暗斜井過斷層時，掘進效率正常，但來壓快，變形較大，最近礦壓觀測點觀測55 d后，頂板下沉量109 mm，最大底鼓量373 mm，左幫變形量84 mm，右?guī)妥冃瘟?08 mm，其中底鼓量較之前巷道下降超過62.6%，采用錨網(wǎng)索噴聯(lián)合支護。

總體來看，高壓注漿加固后，圍巖整體穩(wěn)定性較好，對巷道掘進影響較小，支護后變形量均得到控制，后期可實施二次支護及井下注漿加固，施工難度小，進一步保障巷道的長期穩(wěn)定。

5 結(jié) 論

1)基于地面定向孔掩護巷道穿斷層破碎帶工藝，改變了傳統(tǒng)井下鉆孔或地面直孔注漿加固模式，具有超前探查、高壓預(yù)注漿的優(yōu)勢，從掘時被動治理到掘前主動防治，實現(xiàn)了長距離精準探查巷道巖性、地面超前可控高壓預(yù)注漿加固斷層破碎帶的工程目的。

2)提出了定向孔掩護巷道過斷層關(guān)鍵技術(shù)體系，包括鉆孔設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)、軌跡精準控制技術(shù)、非治理段隔離施工技術(shù)、鉆井液護壁技術(shù)、高壓注漿加固技術(shù)、注漿分段選擇技術(shù)和注漿異常響應(yīng)技術(shù)，有效保障了斷層注漿加固效果。

3)圍巖注漿加固后，巷道安全、快速掘進通過了斷層破碎帶，降低了支護難度。工程的成功實施，豐富了解決礦山工程地質(zhì)、水文地質(zhì)問題的技術(shù)手段，具有重要的示范意義，可進一步推廣應(yīng)用。