采用超前鉆孔注漿過(guò)破碎區(qū)的支護(hù)技術(shù)

劉 洋

（龍煤集團(tuán)鶴崗分公司 安監(jiān)局，黑龍江 鶴崗 154100）

采用超前鉆孔注漿過(guò)破碎區(qū)的支護(hù)技術(shù)

劉 洋

（龍煤集團(tuán)鶴崗分公司 安監(jiān)局，黑龍江 鶴崗 154100）

針對(duì)礦山壓力較大礦井存在一旦暴露就易垮落的松散圍巖，采用快速有效的超前鉆孔注漿加固，形成再生假頂，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)動(dòng)圍巖自承力的內(nèi)注外錨加固技術(shù)，是一種安全上可靠、技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理、較強(qiáng)，推廣前景遠(yuǎn)的支護(hù)技術(shù)。

松散圍巖；超前鉆孔；內(nèi)注外錨；實(shí)用性

隨著開采深度的增加，礦山壓力增大，加上地質(zhì)賦存復(fù)雜，出現(xiàn)了一大類極不穩(wěn)定圍巖條件，他們共同的特點(diǎn)是整體性差，破碎松散，自穩(wěn)時(shí)間短，一旦暴露容易垮落，并出現(xiàn)成孔困難，無(wú)法直接實(shí)現(xiàn)鉆孔安裝錨桿的施工過(guò)程，存在安全隱患，故需要一種快速有效的超前加固方法，對(duì)有預(yù)見斷層破碎帶和煤巖松散帶，先進(jìn)行打超前長(zhǎng)鉆孔注入馬麗散等速凝材料加固圍巖后再掘進(jìn)，能有效地防止抽冒頂事故的發(fā)生。

1 注漿支護(hù)原理

深入破碎區(qū)打超前鉆孔高壓注速凝材料加固，及時(shí)封堵圍巖的裂隙，在極短的時(shí)間內(nèi)使松散破碎的煤巖膠結(jié)或整體，從而提高了巖體的內(nèi)聚力，內(nèi)摩擦強(qiáng)度和彈性模量，改變圍巖自身物理力學(xué)性質(zhì)，改進(jìn)支護(hù)系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)利用圍巖本身承載力作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分，確保支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定。經(jīng)注漿加固充填后的圍巖形成再生假頂，它彈性大，抗壓抗剪強(qiáng)度高，有效起到超前臨時(shí)支護(hù)作用，在其掩護(hù)下續(xù)之進(jìn)行錨、網(wǎng)、索、噴、支護(hù)工藝，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)動(dòng)圍巖自承力的內(nèi)注外錨加固技術(shù)。

2 注漿參數(shù)選擇

采用超前長(zhǎng)鉆孔注漿過(guò)破碎區(qū)支護(hù)技術(shù)，其中注漿效果是整個(gè)復(fù)合支護(hù)成功的前提，因此，注漿技術(shù)性能確定和參數(shù)選擇就成了關(guān)鍵性的因素。

2.1 漿液材料和比例的確定

由于破帶煤巖松散，根據(jù)漿液的流動(dòng)性、粘滯性和凝結(jié)時(shí)間，所以選擇能快速固化的化學(xué)漿液馬麗散，其主要成分是樹脂和催化劑兩種溶液，通過(guò)多功能注漿泵混合管口，按1∶1比例高壓注入冒頂空間,逐漸滲透到破碎圍巖縫隙,并在2 min內(nèi)就可粘結(jié)煤巖，2h后形成再生完整假頂。

2.2 注漿桿體選擇

注漿桿選用一次性中空粗螺紋鋼管，長(zhǎng)度1 m，螺紋為連續(xù)形，可任意加長(zhǎng)，操作簡(jiǎn)單方便。

2.3 注漿孔的布置

注漿孔的孔間距主要由滲透半徑?jīng)Q定，圍巖較軟、破碎嚴(yán)重，注漿壓力大，滲透半徑越大，反之越小，一般滲透半徑R在0.8m～1m之間。為保證滲透范圍有一定交叉，所以應(yīng)比兩倍滲透半徑小，取0.7系數(shù)，得出注漿孔的間距一般在1.0m～1.4m之間。

2.4 注漿深度、角度確定

注漿深度盡量深，根據(jù)巷道幫頂片落深度，深淺鉆孔結(jié)合、相互疊加布置，要深入破碎區(qū)邊緣比較合適，超前長(zhǎng)度一般在3.0 m～5.0 m之間，角度在15°～25 °之間。

參數(shù)選擇不是一成不變，要根據(jù)圍巖的賦存條件，因地制宜，合理確定，才能取得良好的加固效果，但要實(shí)現(xiàn)錨注一體化，安全穿過(guò)破碎帶，必須加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工管理。

3 施工方法及工藝

3.1 地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)

工程施工前，應(yīng)預(yù)知本區(qū)域的地質(zhì)概況，包括圍巖特征、斷層要素、瓦斯含量及破碎帶的位置及影響范圍等，以便超前采取針對(duì)性的防范措施。

3.2 施工方法

掘進(jìn)時(shí)巷道先掘出上半部，循環(huán)進(jìn)度不得超過(guò)注漿長(zhǎng)度的二分之一，采用放小炮周邊隔眼揣藥控制煤破，必要時(shí)用風(fēng)鎬或手鎬成型，從而減少爆破對(duì)圍巖的震動(dòng)破壞。一旦出現(xiàn)抽冒，不可急于出貨，因?yàn)榇罅砍鲐浛赡茉斐纱蠓秶绊?，難以維護(hù)，應(yīng)迅速打鉆注漿加固，形成再生完整假頂，度過(guò)抽冒區(qū)。

為保證整體支護(hù)效果，宜選用高強(qiáng)度螺紋鋼樹脂錨桿，加長(zhǎng)或全長(zhǎng)錨固，并做好錨桿拉撥受力測(cè)試，確保錨固力不得小于60 kN，必要時(shí)加打錨索，最后掛網(wǎng)噴碹成巷，但噴體不宜過(guò)厚，以柔性和均勻性為主，一般取70mm～100mm之間。

4 安全效益分析

龍煤集團(tuán)南山煤礦是個(gè)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的高瓦斯突出礦井，在多次緊急重點(diǎn)工程中，遇斷層破碎帶，由于超前進(jìn)行了注漿加固，使壁后充填密實(shí)，保證了載荷均勻地作用在組合拱支護(hù)體上，避免出現(xiàn)應(yīng)力集中點(diǎn)而走造成的局部首先破壞，并與錨、網(wǎng)、噴形成支護(hù)整體。經(jīng)實(shí)際觀測(cè)，有效地控制巷道的變量，同時(shí)能封閉圍巖裂隙，隔絕空氣，防止圍巖風(fēng)化和煤層自燃發(fā)火，又能防止斷層內(nèi)瓦斯、積水大量涌出，避免自然災(zāi)害的發(fā)生。

Supporting Technology of Passing through Broken Districts by Pilot Boreholes Grouting

LIU Yang
(Supervision Bureau for Work Safety,Hegang Branch Company of Heilongjiang Mining Group,Hegang Heilongjiang 154100)

Under bigger ground pressure,once exposed in the air,loose surrounding rocks are likely to collapse.The fast and effective pilot boreholes grouting support was used to formreproducing roof strata and to realize automatic surrounding rocks'bolting-exterior-and-grouting-interior technology,which is reliable,feasible,and promising supporting technology.

loose surrounding rocks;pilot boreholes;bolting-exterior-and-grouting-interior;practicability

TD352+.5

A

1672-5050（2010）11-0040-02

編輯：劉新光

2010-09-19

劉 洋（1972—），男，河北安國(guó)人，本科，工程師，從事煤礦安全監(jiān)察工作。