巷道底鼓錨注加固技術(shù)應(yīng)用

路志國

摘 要：六采區(qū)軌道下山巷道產(chǎn)生嚴(yán)重底鼓變形，設(shè)計采用巷道底板錨注加固方案，讓底板組合錨注錨索形成有機(jī)的聯(lián)合支護(hù)體。結(jié)果表明，現(xiàn)場注漿加固效果顯著，能夠有效控制巷道底鼓變形加劇，保證巷道滿足安全生產(chǎn)使用。

關(guān)鍵詞：底鼓;錨注;軌道下山

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.048

隨著開采深度逐年增加，巷道圍巖的壓力越來越大，地壓顯現(xiàn)劇烈，巷道底鼓嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了巷道的安全使用[1-4]。

1 采區(qū)概況

六采區(qū)軌道下山主要擔(dān)負(fù)采區(qū)輔助運(yùn)輸及進(jìn)風(fēng)任務(wù)，采區(qū)軌道石門自南翼軌道大巷開門后按4‰上坡施工約790m，見3上煤后按12°下山穿層掘進(jìn)施工，在-738m標(biāo)高處變平，軌道下山斜長380m。

2 采區(qū)水文地質(zhì)

根據(jù)巖性、含水介質(zhì)特征及地下水類型，六采區(qū)內(nèi)主要含水層自上而下可劃分為：第四系砂層、砂礫層孔隙含水層，侏羅系上統(tǒng)蒙陰組砂巖孔隙裂隙承壓含水層，二疊系山西組3上煤頂、底板砂巖裂隙承壓含水層，石炭系太原組第三層灰?guī)r、第十下層灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層，石炭系本溪組第十四層灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層，以及奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層。

本區(qū)在開采上組煤時，主要充水源為3煤頂板砂巖水和上侏羅統(tǒng)紅層水，前者為直接充水含水層，后者為間接充水含水層，但在局部地段紅層也可能成為直接充水含水層采區(qū)內(nèi)開采上組煤時，水文地質(zhì)條件屬中等類型。另外，考慮采區(qū)生產(chǎn)過程中消防灑水、注漿等因素影響，六采區(qū)上組煤開采時，采區(qū)正常涌水量為180m3/h，采區(qū)最大涌水量為300m3/h。

3 底板錨注設(shè)計

針對這一情況，為控制巷道底鼓，參考相關(guān)工程背景及文獻(xiàn)資料[1-3]，采用底板錨注加固。總體方案：首先對軌道下山巷道底板進(jìn)行淺部6m的預(yù)注漿，然后再對6m外的底板深部進(jìn)行打錨索孔及深部注漿，安裝組合錨索。依據(jù)錨注聯(lián)合加固支護(hù)原理，及時對頂幫實施錨桿、錨索、注漿加固，與底板組合錨注錨索形成有機(jī)的聯(lián)合支護(hù)體。

3.1 淺部預(yù)注漿鉆孔布置參數(shù)

淺部預(yù)注漿鉆孔間隔式布置，排距2.5m，每排2個孔，距幫0.7m，鉆孔直徑為Φ80mm，孔深6m。

3.2 組合錨索布置

參照巷道規(guī)格、底板巖性，確定鉆孔參數(shù)，根據(jù)支護(hù)體要抵抗底板地應(yīng)力大小的要求，選取三根錨索組合。采用間隔式布置，兩側(cè)孔每排2個，排距2.5m，距幫0.6m;中間孔1個，中間孔位于兩排兩側(cè)孔中間，在巷道中心線上;深部注漿孔布置與此相同。錨索鉆孔孔徑為Φ80mm，錨索其破壞荷載為1050.0KN。錨索布置示意圖如圖1所示。

3.3 注漿

根據(jù)巖層資料及擴(kuò)修拉底情況，底板淺部已嚴(yán)重破壞，在鉆孔作業(yè)時很難成孔，設(shè)計淺孔注漿壓力為2MPa，深孔注漿壓力設(shè)計為5MPa。

目前煤礦使用的525#水泥最大粒度為0.085mm，由于煤礦的松動圈裂隙大、深，且525#水泥的凝結(jié)時間長，注漿時漿液沿裂隙向遠(yuǎn)處擴(kuò)散。這樣，有充分的漿液擴(kuò)散于松動圈的每個裂隙中，達(dá)到加固圍巖的效果。因此，注漿時選用525#水泥。

4 效果分析

注漿支護(hù)后，經(jīng)過1個月的巷道底板變形觀測，1個月時間內(nèi)底板底鼓量總計為25mm，其圍巖變形趨勢得到明顯抑制，破碎巖塊與水泥漿液已固化為一體，對維持巷道穩(wěn)定性起到了重要作用。對六采區(qū)軌道下山底板進(jìn)行鉆孔窺視觀測如圖2所示，通過鉆孔窺視可知，巷道底板1m淺部范圍內(nèi)，巖石破碎，裂隙發(fā)育，離層明顯;底板1m-3m范圍內(nèi)，裂隙不發(fā)育，未見明顯離層。底板錨注效果顯著，巷道底鼓變形得到控制，減少了工人的勞動強(qiáng)度。相比之前的平均3個月要進(jìn)行一次清底修復(fù)，通過底錨注漿加固后，未產(chǎn)生嚴(yán)重的底鼓，未做過重新修復(fù)，巷道能夠滿足安全正常使用。

5 結(jié)語

有關(guān)巖層資料及擴(kuò)修拉底情況顯示軌道下山底板淺部已嚴(yán)重破壞，通過底板錨注加固，加上錨索的支撐力，從根本上解決了松動圈的問題。底板錨注加固技術(shù)是解決底鼓問題的有效手段，以期達(dá)到延長巷道服務(wù)周期，減小巷修工作量，爭取巷道少維護(hù)或免維護(hù)的目的，這對于保證生產(chǎn)安全，降低巷道維護(hù)費(fèi)用，改善井下施工作業(yè)環(huán)境，降低企業(yè)生產(chǎn)成本以及保持礦井高產(chǎn)高效具有重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻(xiàn)：

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