維修巷道棚后注漿技術(shù)研究及應(yīng)用

潘時剛

摘要:詳細(xì)介紹了一例因地壓大造成巷道在二次采用錨網(wǎng)金支噴支護(hù)維修，然后采用壁后注漿加強(qiáng)支護(hù)的成功例子。主要內(nèi)容是從變形情況分析變形破壞原因，根據(jù)現(xiàn)場情況，制訂了合理的注漿方案及有針對性的安全技術(shù)措施。經(jīng)過施工單位精心組織，在保證安全的前提下圓滿完成了注漿加固任務(wù)。

關(guān)鍵詞:主斜井棚后注漿

1.前言:

四礦主斜井下段全長1250 m，采用錨網(wǎng)+金支噴的支護(hù)形式，（1）錨桿采用：20×2400mm高強(qiáng)樹脂錨桿，間排距700×700mm，樹脂藥每孔3卷。（2）網(wǎng)采用：8#冷拔絲編織網(wǎng)，規(guī)格：長×寬=1600×900mm，搭接100mm；棚子后背網(wǎng)采用6mm鋼笆網(wǎng)，規(guī)格500×500mm，搭接100mm。（3）噴漿厚度300mm，混凝土強(qiáng)度C20，砼料配合比，水泥：砂：石=1：2：2（體積比）。2008年6月竣工；由于地壓大出現(xiàn)巷道部分區(qū)段漿皮開裂脫落、棚子嚴(yán)重變形、甚至斷裂的現(xiàn)象，巷道斷面縮小，不能滿足下一步四礦發(fā)展的需要。2010年6月經(jīng)礦方要求我隊(duì)對其中的547 m巷道采用原支護(hù)進(jìn)行了重新翻修，翻修后不久仍然出現(xiàn)漿皮開裂現(xiàn)象，經(jīng)上級領(lǐng)導(dǎo)同意采用注漿方式對維修過的巷道進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

2.工程概況

四礦主斜井維修后，經(jīng)現(xiàn)場實(shí)測主斜井維修期間棚子后平均曠頂、幫0.8 m，用木背板剎實(shí)，棚子后圍巖松動空隙率為20%，經(jīng)四礦研究，由我隊(duì)負(fù)責(zé)對主斜井維修段進(jìn)行注漿加固。主斜井上段需要注漿段為200 m，下段需要注漿段為547m,共計(jì)747m。

3.棚后注漿技術(shù)原理

注漿的最終目的就是充填巖石間的縫隙，使不連續(xù)的巖石變成一個整體，增加自身的穩(wěn)定性，提高其抵抗不同方面的壓力，以達(dá)到自身穩(wěn)定不被破壞。

4.注漿施工技術(shù)及施工工藝

4.1注漿施工技術(shù)

本次注漿分為兩次注，第一次注漿充填空隙，第二次加固松動圍巖。

第一次注漿：使用水泥加粉煤灰，每排6個孔，孔深800㎜，間排距為1800×3000㎜，第一排布置在維修段最下頭頭架棚子位置。

第二次注漿：使用水泥，每排7個孔，孔深1500㎜，間排距為1600×3000㎜。

4.2注漿施工工藝

1.注漿設(shè)備及布置：

設(shè)備選用葫蘆島D2W-11-75/45型雙液調(diào)速高壓注漿泵。

設(shè)備布置：在注漿地點(diǎn)人工拌制漿液。另需存放三個0.5m3的鐵桶，一個存放水泥粉煤灰混合液，一個存放清水，一個存放玻璃水。注漿地點(diǎn)的供風(fēng)、信號、動力電纜、照明電纜利用四礦原有的設(shè)施。

2.注漿孔布置及要求：

據(jù)注漿設(shè)計(jì)圖紙中的布孔要求布孔，鉆孔時盡可能地導(dǎo)通裂隙，使?jié){液能充填所有裂隙，以期取得預(yù)期效果。

3鉆孔設(shè)備的規(guī)格：

采用YT-28風(fēng)鉆，42㎜的鉆頭造孔。

4.注漿孔管選擇及規(guī)格：

注漿管由25.4㎜×800和25.4㎜×1500㎜的鍍鋅管加工（加工成馬牙扣），外端焊上25.4㎜×50㎜的帶絲扣的短接兒。纏上棉紗用工具牢固打入孔內(nèi)，然后裝上25.4㎜的球閥以控制進(jìn)漿量。

5.注漿材料選擇

注漿第一次采用水泥加粉煤灰和玻璃水，第二次采用水泥與玻璃水液漿，水泥都采用P.O42.5級新鮮普通硅酸鹽水泥。封孔時采用水泥封口。粉煤灰采用電廠發(fā)電后煤灰。

注漿參數(shù)選擇

兩次注漿使用水泥和玻璃水的比例一樣為，玻璃水是水泥總量的0.3倍

第一次采用水泥加粉煤灰液漿注漿法

漿液配比：水：灰：粉煤灰比為1：0.75：1。

第二次采用水泥單液漿注漿法

漿液配比：水：灰比前期為1：1.2。

注漿壓力

根據(jù)現(xiàn)場注漿得知，此次充填注漿壓力宜為0.5～1.5MP之間。

6.注漿量

按下列公式計(jì)算注漿量

第一次注漿

Q=v×n×a

式中：v——注漿的巖石體積 m3

n——取0.74

a——漿液的損失系數(shù)取1.5

Q=[（18.7－11）＋（0.8＋0.8）]×765×0.74×1.5=7897.1m3

水泥用量：W=7897.1×0.75/2.75×1.7=3661.4T

粉煤灰用量：W=7897.1×1/2.75×1.4=4020.3T

第二次注漿：

Q=v×n×a

式中：v——注漿的巖石體積 m3

n——取0.20

a——漿液的損失系數(shù)取1.5

Q=（27－9.8＋1.5＋1.5）×765×0.2×1.5=4635.9m3

水泥用量：W=4635.9×1.2/2.2×1.7=4298.8T

本次注漿共計(jì)使用水泥：3661.4+4298.8=7960.2 T，

本次注漿共計(jì)使用粉煤灰：4020.3 T，

本次注漿共計(jì)使用玻璃水：7960.2×0.3=2388.6 T。

7. 擴(kuò)散半徑

將注漿擴(kuò)散半徑控制在2m左右，既縮短了施工工期，又能保證注漿質(zhì)量，

5.注漿前的準(zhǔn)備工作及施工順序

5.1注漿前的準(zhǔn)備

（1）注漿前要認(rèn)真貫徹措施并群簽。

（2）注漿前技術(shù)人員要對照位置，保證漿液充填有效，并能封閉棚子后的間隙。

（3）注漿地點(diǎn)聲光信號及電話要安設(shè)好 ，并做好風(fēng)、水、電供給工作。

（4）安裝好注漿機(jī)等并進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)。

（5）做好材料購置及其它準(zhǔn)備工作。

（6）注漿地點(diǎn)安裝防爆照明燈。

（7）凡是運(yùn)輸、儲存注漿材料的容器必須清理干凈，不留雜質(zhì)，以免損壞系統(tǒng)和管路。

5.2注漿施工順序

（1）造孔：在預(yù)定位置按設(shè)計(jì)孔深、孔徑、孔位打眼。

（2）埋管：將制作好的注漿管打入鉆孔，并使之打入到設(shè)計(jì)深度。

（3）球閥及注漿管路安全：注漿管埋好后，現(xiàn)安裝球閥，在連接高壓進(jìn)漿管，混合器，高壓注漿管，注漿泵出漿閥。

（4）壓水試驗(yàn)：管路安裝好后，必須先做壓水試驗(yàn)。

（5）注漿：先進(jìn)行注漿配比，根據(jù)進(jìn)漿情況決定注漿量，依具體情況隨時調(diào)整注漿泵壓力，漿液濃度。注入量隨壓力變化而變化直至達(dá)到設(shè)計(jì)終壓。

6.棚后注漿技術(shù)實(shí)施效果

從2011年3月開始到2011年9月底結(jié)束，共計(jì)用7個月注漿747 m。注漿后的巷道每30 m打一個十字觀測點(diǎn)，把十字交點(diǎn)到巷道頂?shù)装?、兩幫的距離寫在牌子上掛在巷道幫上，觀測周期15天，經(jīng)觀測只有一個牌子的2個數(shù)據(jù)發(fā)生變化，巷道移近量在2厘米內(nèi)效果顯著，得到了建設(shè)方和集團(tuán)公司的認(rèn)可，具有較高的推廣及應(yīng)用價值。

與只采用重新打錨桿+架金支噴漿的形式相比，采用棚后注漿支護(hù)強(qiáng)度更高，減少了巷道的維修率，降低了生產(chǎn)成本，是一種很好的聯(lián)合支護(hù)方式。