動水條件下巷道災(zāi)害治理技術(shù)

麻俊軍

（陽泉市南莊煤炭集團(tuán)有限責(zé)任公司，山西 陽泉 045000）

動水條件下巷道災(zāi)害治理技術(shù)

麻俊軍

（陽泉市南莊煤炭集團(tuán)有限責(zé)任公司，山西 陽泉 045000）

長期動水條件作用下巷道會發(fā)生局部滲水、漏水以及頂、底板發(fā)生破壞，嚴(yán)重影響巷道服務(wù)年限，并造成重大安全隱患，針對這種環(huán)境下巷道破壞的特點(diǎn)與機(jī)理，通過大量工程實(shí)例對比，提出了注漿結(jié)合錨桿支護(hù)對巷道進(jìn)行綜合治理，增強(qiáng)巷道整體穩(wěn)定性與防滲性，從而延長巷道服務(wù)年限，對相關(guān)工程的維護(hù)具有指導(dǎo)意義。

動水作用；圍巖；注漿；錨桿

1 工程概況

某礦巷道是尾礦庫排洪的主要通道，施工洞于1992年工程竣工后雖歷經(jīng)修繕，但由于排洪量大、長期沖蝕，排洪主洞洞壁局部破損嚴(yán)重，出現(xiàn)涌水、滲水、底鼓與破碎等現(xiàn)象，主洞出口處位于河床沖積帶，由粘土與卵石組成，且存在粘土滑塌體，洞體破壞嚴(yán)重，洞底也出現(xiàn)大面積塌陷。尾礦庫巷道洞底標(biāo)高1275.00m，最大埋深250m，平均180m～200 m，距地表最高穩(wěn)定水位75 m，洞身所在巖層巖性主要為石英巖與混合巖，其中混合巖地段損壞嚴(yán)重，主洞多處因洞身裂隙發(fā)育形成大范圍滲、漏水，底板也出現(xiàn)大面積裂縫與底鼓，嚴(yán)重威脅排洪能力，給尾礦庫安全生產(chǎn)造成了隱患。

2 注漿設(shè)計(jì)

針對現(xiàn)場條件，巷道治水注漿材料采用普通水泥或水泥－水玻璃漿液結(jié)合化學(xué)漿液，普通滲漏地段采用水泥－水玻璃，水泥選用32.5R的普通硅酸鹽水泥，水玻璃選用濃度Be′=30～40，模數(shù)M=2.8～3.1的水玻璃原液，配比參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行調(diào)配；在水流量大、壁后空洞的地段采用水溶性聚氨酯化學(xué)漿，聚氨酯類漿液選用非水溶性聚氨酯漿液。該漿液遇水反應(yīng)，在存放、使用過程中需格外小心。其主要指標(biāo)接近化學(xué)漿液，漿液成本為聚氨酯類加固材料成本的1/20左右。復(fù)合添加劑需保持干燥，避免受潮，否則將影響使用效果。主洞注漿孔排距1.5 m，支洞1.0m，主洞間距2.0 m、支洞1.5 m，孔深1.5m～2.0m，鉆孔布置示意圖，見圖1。

圖1 6 m區(qū)域注漿孔布置

采用分序間隔注漿，先對拱頂兩側(cè)圍巖注漿，隔斷拱頂兩側(cè)破碎圍巖導(dǎo)水通道，最后對拱頂圍巖注漿。注漿順序?yàn)椋阂恍?－1，1－2，1－3，1－…→二序2－1，2－2，2－3，2－…→三序3－1，3－2，3－…

綜合考慮為確保有效滲透范圍，初步確定注漿初壓力0.8 MPa～1.0 MPa，終止壓力1.0 MPa～1.2 MPa，根據(jù)現(xiàn)場不同條件進(jìn)行調(diào)整，但最高壓力不得超過1.5MPa。

3 錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)

巷道的底板巖層為巖性較差的混合巖,原支護(hù)方式對巷道的底角和底板沒有采取有效的支護(hù)措施，上覆巖層壓力通過兩幫向底板傳遞,而作為未采取強(qiáng)化支護(hù)措施的底板是一個自由面,應(yīng)力狀態(tài)由原來的三向應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)槎驊?yīng)力狀態(tài),承載能力降低；加之底板圍巖強(qiáng)度較低長期受水流沖蝕,巖層浸水膨脹，因此不能承受傳遞到底板的壓力,只有通過該自由面釋放壓力,導(dǎo)致巷道產(chǎn)生變形從而造成底鼓。

使用錨桿加固巷道幫角是一種控制底鼓的有效措施，在巷道的特定條件下采用該法可以加強(qiáng)圍巖穩(wěn)定性，改善受力分布，而全斷面注漿能夠提高洞體抗?jié)B性，故可采取全斷面注漿與幫角錨桿加固相結(jié)合的辦法能有效實(shí)施底鼓控制。

圖2 幫角錨桿加固示意圖

幫錨桿加固可通過加大錨桿布置密度或長度來實(shí)現(xiàn)。由于該工程是修復(fù)巷道，施工時巷道圍巖的松動圈已比較大，因此，宜通過加大錨桿長度來實(shí)現(xiàn)對兩幫加固，即將幫錨桿長度調(diào)整為2400 mm。“角錨桿”包括2組，分別稱角錨桿和底錨桿，長度均為2400mm，具體布置，見圖2。

施工采用先灌后錨方式，先將注漿管插入到孔底，在注漿的同時將注漿管緩慢拔出，待注漿管距孔口200 mm～300 mm時，停止注漿，然后插入錨桿至孔底，將水泥漿擠滿鉆孔。

錨桿施工后及時鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)后，打混凝土墊層。墊層采用單層鋼筋，鋼筋與錨桿搭接在一起?？v向采用Φ16螺紋鋼，間距250 mm，橫向采用Φ12螺紋鋼，間距200 mm，表面預(yù)留50 mm的保護(hù)層。鋼筋的制作安裝要按照相關(guān)規(guī)范要求施工。

4 工程預(yù)期效果

1）在不影響巷道變形保持繼續(xù)使用的情況下，將使巷道出水點(diǎn)的涌水量降低90%，有效的控制洞內(nèi)的大范圍滲漏水；2）使原來較破碎的洞身通過注漿形成穩(wěn)定的整體、增加洞體的穩(wěn)定性、更有效的控制洞體與底板的變形。

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Hazard Prevention Technology in Roadways under Hydrodynamic Condition

MA Jun-jun
(Nanzhuang Coal Group Co.,Yangquan Shanxi 045000)

Under the long-term hydrodynamic condition,local permeation,leakage,and roof-floor destruction occurs,which seriously shortens the service life of roadways and causes serious hidden danger.By comparison with engineering cases,the paper proposes the comprehensive treatment with grouting and anchoring for the roadway the destruction features and mechanism mentioned above.The whole stability and permeation-preventing ability are strengthened,and the service life of roadways is prolonged,which has directive significance for the maintenance in the similar situations.

hydrodynamic action;surrounding rocks;grouting;anchoring

TD353

A

1672-5050（2011）06-0061-02

2011-01-11

麻俊軍（1974—），男，山西陽泉人，本科，工程師，從事煤礦安全技術(shù)管理工作。

徐樹文