曹村礦703切巷注漿加固設(shè)計(jì)方案

郝明寅

（山西煤炭進(jìn)出口集團(tuán) 蒲縣萬家莊煤業(yè)有限公司，山西蒲縣 041200）

1 工程概況

703綜放面開采10＃煤層，上距5＃煤層0.90～56.15 m，平均層間距50.63 m。見煤點(diǎn)厚度9～13.55 m，平均11.8m，屬厚煤層，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般含夾矸1～4層，夾矸厚0.10～0.38m，巖性多為炭質(zhì)泥巖，煤層頂板為石灰?guī)r、鈣質(zhì)泥巖；底板為泥巖。煤層傾角為12°～19°，平均為15°，屬于緩傾斜煤層。

根據(jù)礦井采掘工程平面圖可知，703工作面靠近礦區(qū)邊界，切巷附近區(qū)域處于10＃煤層風(fēng)氧化帶范圍內(nèi)。2011年12月份，703副巷在施工至18＃導(dǎo)線點(diǎn)（700m）時(shí)煤層頂板揭露了非均質(zhì)黃泥層，導(dǎo)致頂錨索施工困難，頂板的不穩(wěn)定性增加，影響掘進(jìn)安全。礦方采用鉆探結(jié)合鉆孔窺視技術(shù)實(shí)測了18＃導(dǎo)線點(diǎn)前58m 處的頂板裂隙，不同深度的煤巖層裂隙發(fā)育特征。頂板結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：

（1）頂煤厚度8m 左右，完整性較好。頂煤8m 以下層位環(huán)形裂隙發(fā)育，但完整性較好，成孔較好。

（2）8～9m 灰?guī)r完整性較好，有3～5cm 厚黃泥層3層；9～11m 灰?guī)r較破碎，垂直裂隙較發(fā)育，含黃泥。

703工作面接近10＃煤層氧化帶，加之703副巷頂板破碎、局部含黃泥層，為確保703大跨度切巷（毛寬8.2m）掘巷和擴(kuò)刷期間的安全，決定停止副巷掘進(jìn)，就近施工切巷（見圖1）。

圖1 703切巷調(diào)整方案

目前切巷的導(dǎo)硐（寬度4.5m）已經(jīng)施工完畢，接下來將進(jìn)行二次擴(kuò)刷?？紤]到切巷跨度大、局部施工大斷面硐室的特點(diǎn)，需要在圖1的2個(gè)地段開展注漿加固。

2 注漿加固設(shè)計(jì)方案

2.1 注漿材料的選擇

注漿材料選用永固-S。頂板和頂煤加固共需注漿材料約29t。

2.2 注漿孔設(shè)計(jì)方案

從703切巷的頂板條件來看，10＃煤層頂煤厚度大、裂隙較發(fā)育，通過開展頂煤注漿加固，配合高性能錨桿、錨索，將8m 厚頂煤形成強(qiáng)化的承載結(jié)構(gòu)，提高切巷淺部頂煤的承載能力；根據(jù)頂板灰?guī)r破碎、局部含黃泥層的特點(diǎn)，實(shí)施破碎頂板注漿加固，提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體性，強(qiáng)化已有的支護(hù)結(jié)構(gòu)。因此，確定采用淺孔與深孔相結(jié)合的注漿方案（見圖2、圖3）。

（1）注漿孔深度：根據(jù)703副巷的鉆孔窺視結(jié)果，確定頂板注漿孔的終孔垂高10m，頂煤注漿孔的終孔垂高5m。

（2）深孔、淺孔的孔徑都取42mm。

（3）注漿孔間排距：

①頂板注漿孔每排2個(gè)，間距3m，排距3.6m。2個(gè)注漿區(qū)域共需17排34個(gè)注漿孔，建議每個(gè)注漿孔用量在20桶左右，共計(jì)需要約17t。

②頂煤注漿孔每排2個(gè)，間距3m，排距3.6m。2個(gè)注漿區(qū)域共需15排30個(gè)注漿孔，建議每個(gè)注漿孔用量在15桶左右，共計(jì)需要約12t。

根據(jù)現(xiàn)在現(xiàn)場情況，可按上述注漿加固施工方案執(zhí)行，如施工時(shí)出現(xiàn)其它意外情況時(shí)，可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，對方案做適當(dāng)調(diào)整，做到因地制宜。

（4）封孔長度

頂煤注漿孔的封孔長度初步確定2m；頂板注漿孔的封孔長度初步確定7m。

圖2 注漿區(qū)域1鉆孔設(shè)計(jì)方案

圖3 注漿區(qū)域2鉆孔設(shè)計(jì)方案

3 注漿加固施工方案

3.1 施工步驟

（1）鉆孔施工前，由生產(chǎn)科安排專人到現(xiàn)場對鉆孔的位置、方位、角度進(jìn)行標(biāo)定，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案打孔。

（2）把多功能泵及其附件組裝好并把注射槍固定住。注漿泵應(yīng)放置水平，并將其固定在適當(dāng)位置。吸排漿管路混合器及漿筒的布置要合理，應(yīng)避免管路扭曲、打折、交叉等。吸漿籠頭至注漿缸的垂直距離（即吸程）不超過1m，注漿孔至注漿缸中心垂直距離不超過50m，吸管長度不超過5m，排漿管長度不超過100m。

（3）開始注漿，把2根吸料管分別插入永固-S的A料和B料桶中，活塞在氣馬達(dá)的作用下運(yùn)動，由于壓力的作用使原料經(jīng)過活塞進(jìn)入輸送管，輸送到注射槍里，通過注射槍注入工作面頂板巖層中。

（4）停止注漿，沖洗管路和混合槍。

（5）換孔注漿，重復(fù)2、3的步驟（見圖4）。

（6）注漿完畢后，用清洗劑和水清洗多功能泵和附件。

圖4 注漿施工工藝

3.2 注漿注意事項(xiàng)

（1）啟動注漿泵時(shí)要注意，先打開節(jié)流閥，后啟動注漿泵。

（2）泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，司機(jī)要集中精力，不得擅離工作崗位。

（3）泵內(nèi)管路斷裂、電機(jī)軸瓦溫度超過規(guī)定、吸液管頭露出液面、出液量突然減少、電機(jī)和泵體有異常聲音時(shí)要立即停泵檢修。

（4）注漿時(shí)迎頭人員要站在孔口兩側(cè)，躲開孔口方向45°角范圍內(nèi)，防止?jié){液倒流傷人。

（5）停機(jī)時(shí)應(yīng)先停注漿泵，后停攪拌機(jī)，嚴(yán)禁在停泵前停攪拌機(jī)。

（6）停止注漿作業(yè)，及時(shí)向材料箱中加清水，開泵，清洗注漿系統(tǒng)各個(gè)部件，防止系統(tǒng)堵塞。

4 結(jié)語

反思曹村礦703工作面的加固過程，不難發(fā)現(xiàn)，地下巷道開掘，造成地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化，引起引力重新分布，從而導(dǎo)致巷道變形，穩(wěn)定性減弱，所以巷道加固是保證生產(chǎn)安全順利進(jìn)行的必要措施。要達(dá)到理想的工程效果，首先要詳細(xì)分析巷道的破壞機(jī)理，詳細(xì)觀察記錄注漿前后巷道的變形情況，做出科學(xué)實(shí)際的數(shù)據(jù)記錄，總結(jié)巷道變形規(guī)律，針對性設(shè)計(jì)加固方案，703巷道的注漿加固措施，對巷道修復(fù)加固提供了一定價(jià)值的借鑒意義。

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