注漿技術(shù)在煤巷加固中的應(yīng)用

邢龍龍

摘 要：文章以神木某礦區(qū)膠運(yùn)順槽的注漿加固治理為工程背景，分析了注漿技術(shù)的加固機(jī)理，并系統(tǒng)介紹了注漿作業(yè)各階段的施工工藝及要求。經(jīng)過(guò)加固后的監(jiān)測(cè)分析發(fā)現(xiàn)，巷道圍巖裂隙停止發(fā)育，圍巖變形得到有效控制，有效提高了巷道圍巖的自持能力。文章對(duì)利用注漿法進(jìn)行巷道圍巖治理工程具有重要指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：巷道治理；注漿技術(shù)；煤巷加固

引言

注漿加固技術(shù)是巷道圍巖加固的常用技術(shù)之一。在采用注漿進(jìn)行圍巖加固時(shí)，首先應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鉆孔作業(yè)，并將具有一定配比的漿液灌注入圍巖。漿液在巖層中會(huì)通過(guò)填充、滲透等方式，把空隙中的水分及空氣排出，同時(shí)在強(qiáng)大的注漿壓力作用下，漿液會(huì)對(duì)圍巖造成破壞，進(jìn)而對(duì)巖石起到劈裂作用[1-2]。隨后，漿液會(huì)及時(shí)充滿巖石劈裂處，從而對(duì)巖石起到填充和擠密的作用。此外，當(dāng)漿液凝固之后，利用漿液膠結(jié)作用，可以使巖塊的緊緊粘結(jié)在一起，從而有效提高了圍巖的整體性，實(shí)現(xiàn)了提高巷道圍巖穩(wěn)定性的目的[3-4]。

神木某礦區(qū)15204工作面膠運(yùn)順槽距停采線約750m-280m范圍內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重圍巖破壞，兩幫煤體明顯鼓出，部分位置出現(xiàn)煤體破碎現(xiàn)象，幫部支護(hù)體系亦受到不同程度破壞；頂板下沉嚴(yán)重，部分位置下沉量達(dá)到1000mm，頂板中間部位出現(xiàn)嚴(yán)重破碎現(xiàn)象，增加U型鋼進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)；巷道底鼓明顯，最大底鼓量在700mm以上。

由于圍巖嚴(yán)重變形，巷道穩(wěn)定性無(wú)法保證，已經(jīng)對(duì)煤礦正常生產(chǎn)造成不利影響。經(jīng)過(guò)深入分析，造成巷道圍巖破壞嚴(yán)重的主要原因是由于該區(qū)域上部覆巖厚度變化較大，造成最大主應(yīng)力方向與巷道軸向近于垂直關(guān)系，在強(qiáng)大的地應(yīng)力作用下，巷道圍巖很難保持穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)調(diào)研分析，決定采用注漿加固技術(shù)進(jìn)行圍巖加固處理。

1 注漿加固作用機(jī)理

1.1 提高軟弱節(jié)理強(qiáng)度。漿液通過(guò)其膠結(jié)作用，可以填充、凝結(jié)松散塊體，明顯提高節(jié)理面的強(qiáng)度，從而提高了巖體間的整體性，達(dá)到提高圍巖穩(wěn)定性的目的。

1.2 降低巖石風(fēng)化。通過(guò)漿液的填充作用，可以有效阻止空氣的進(jìn)入，對(duì)巖石起到保護(hù)作用，從而能夠有效減少巖石的裸露面積，降低巖石受風(fēng)化的程度。

1.3 提高圍巖整體性。當(dāng)對(duì)較松散的圍巖進(jìn)行注漿處理時(shí)，通過(guò)膠結(jié)作用可以使松散的塊體再次粘合成為整體，提高圍巖的整體性，從而能夠充分發(fā)揮圍巖的自承能力。

2 施工工藝

2.1 注漿準(zhǔn)備

2.1.1 巷道整形。清除破壞支護(hù)結(jié)構(gòu)，如已經(jīng)破壞的錨桿、鋼架等，進(jìn)行消幫削頂?shù)燃夹g(shù)處理，盡量增大巷道凈空面積（同時(shí)避免對(duì)支護(hù)體系造成破壞），使巷道重新成型。

2.1.2 采取必要的加強(qiáng)支護(hù)措施。在破壞嚴(yán)重區(qū)域，應(yīng)當(dāng)采取加設(shè)鋼拱架、木跺架、對(duì)原有支護(hù)體系進(jìn)行修整加強(qiáng)等措施。

2.1.3 封閉巷道表面。為了防止?jié){液跑出，降低注漿效果，在注漿前，應(yīng)充分保證圍巖表面縫隙被封閉，這樣才能保證在壓力作用下，漿液能夠起到填充、滲透、劈裂、擠密等作用，保證注漿效果。封閉巷道的注漿材料可以選擇水泥、水玻璃雙液，亦可采用化學(xué)漿封孔。

2.2 注漿作業(yè)

2.2.1 注漿孔布置：鉆孔時(shí)，用直徑為40mm的鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)。注漿孔間采用五花眼布置，這樣的布置形式可以有效避免了注漿死角的出現(xiàn)，保證注漿效果。注漿擴(kuò)散半徑設(shè)計(jì)值為950mm，設(shè)計(jì)注漿孔間、排距為1.3-1.6m，這樣可以有效保證漿液均勻分布。同時(shí)在底腳、煤柱邊等特殊位置，應(yīng)進(jìn)行特殊處理。

2.2.2 充填注漿。為了充分保證巷道圍巖的封閉性，在正式注漿前應(yīng)采取壁后充填性注漿，以此對(duì)圍巖前部的空隙進(jìn)行填充加固。進(jìn)行填充注漿時(shí)的水灰比為1：0.75，注漿壓力設(shè)計(jì)為0.2～0.8MPa。

2.2.3 注漿。首先應(yīng)保證注漿設(shè)備正常，注漿管路通暢。經(jīng)上述調(diào)試確認(rèn)之后，方可進(jìn)行注漿作業(yè)。注漿材料選用425普通硅酸鹽水泥，水灰比為1：0.6～0.8，并使用攪拌機(jī)攪拌5～10min，進(jìn)而進(jìn)行注漿作業(yè)，采用3.0～5.0MPa的注漿壓力，注漿孔間采用五花眼布置，放煤小井附近5m范圍內(nèi)停止注漿以防漏液，當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)停止注漿。注漿管采用1.3寸無(wú)縫鋼管制成，注漿管長(zhǎng)度為1000mm，孔口螺紋段100mm，端頭打孔段為500mm。

2.2.4 清理注漿工具。注漿完畢之后，為了保護(hù)注漿工具，應(yīng)當(dāng)及時(shí)對(duì)注漿管、注漿泵等工具進(jìn)行有效清理。

3 結(jié)束語(yǔ)

文章以神木某礦區(qū)15204工作面膠運(yùn)順槽為工程背景，詳細(xì)論述了采用注漿加固技術(shù)對(duì)巷道圍巖的加固機(jī)理及注漿作業(yè)的施工工藝，經(jīng)過(guò)注漿加固后，巷道圍巖裂隙停止發(fā)育，圍巖變形得到有效控制，從而有效防止了圍巖塑性區(qū)的不斷擴(kuò)大，提高了巷道圍巖的自持能力，保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

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