礦井失修巷道圍巖注漿加固工藝及施工要點(diǎn)分析

宋萬軍

摘 要：煤炭是我國能源結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國的煤炭開采量及使用量都占據(jù)著世界第一的位置。隨著礦井服務(wù)年限的增長以及深度的不斷延伸，巷道失修所帶來的片幫、冒頂?shù)劝踩珕栴}越來越成為制約礦井長期正常開采的重要因素，做好礦井失修巷道的加固養(yǎng)護(hù)，確保巷道的安全是提高礦井開采能力與開采安全的重要舉措。文章將就如何做好失修巷道的注漿加固進(jìn)行分析闡述。

關(guān)鍵詞：煤炭；礦井巷道；失修；注漿加固

前言

煤炭開采是支撐我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱之一，做好巷道的支護(hù)加固是提高礦井服務(wù)年限及煤炭開采安全性的重要途徑。在失修巷道中采用注漿加固技術(shù)，在取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也為失修巷道整修提供了一條安全可行的施工方法。

1 巷道失修原因及分類

巷道失修是困擾煤炭開采的難題，究其原因，巷道失修是由于地下巖體內(nèi)弱面存在有裂隙、層理以及節(jié)理等原因造成的，從而使得巖體的穩(wěn)定性與整體性大打折扣。當(dāng)圍巖發(fā)生破壞或者變形時(shí)，若圍巖的支護(hù)及加固強(qiáng)度不夠?qū)?huì)使得巖體在受到外力作用時(shí)產(chǎn)生冒頂或是片幫，從而嚴(yán)重影響巷道的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與使用安全性。巷道失修根據(jù)其產(chǎn)生的類型及特點(diǎn)可以分為冒頂、片幫、底鼓或是冒頂加片幫、片幫與底鼓的結(jié)合等五種類型。其中冒頂產(chǎn)生的主要原因是巷道在支護(hù)的過程中頂板結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，而巷道的兩幫巖石則強(qiáng)度較高，在巷道受到外部巖體壓力的情況下將會(huì)使得巷道頂部巖石產(chǎn)生變形或破壞，從而導(dǎo)致冒頂?shù)陌l(fā)生。巷道產(chǎn)生片幫的主要原因是由于在巷道兩幫巖石內(nèi)有弱面的存在，當(dāng)兩幫受到外力的作用下嚴(yán)重影響了圍巖的穩(wěn)定性，從而導(dǎo)致片幫的產(chǎn)生。巷道變形產(chǎn)生的主要原因是由于巷道存在于塑性巖石中，在巖體動(dòng)壓的作用下使得巷道圍巖的穩(wěn)定性遭到破壞，從而使得巷道的圍巖產(chǎn)生較為明顯的位移和變形，這種位移和變形主要表現(xiàn)為片幫或是底鼓。以上這些都會(huì)對(duì)巷道的穩(wěn)定性產(chǎn)生較為明顯的影響。因此，應(yīng)當(dāng)對(duì)失修巷道進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)以提高巷道的穩(wěn)定性。

2 巷道失修現(xiàn)狀及原因分析

東龐礦-480水平11采區(qū)軌道巷變電所失修較為嚴(yán)重，具體表現(xiàn)在底鼓范圍100米以上，巷道的兩幫有明顯的片幫，并伴有明顯的冒頂，頂板破碎，針對(duì)這一巷道進(jìn)行了多次的整修，但是問題依然存在。通過對(duì)巷道進(jìn)行了細(xì)致的勘探與分析，造成這一巷道失修的主要原因是：礦井巷道走向與背斜走向相一致，距軸部120米左右，變電所分布于構(gòu)造帶內(nèi)，褶皺所產(chǎn)生的高應(yīng)力施加于變電所周圍的圍巖上，破壞了圍巖的穩(wěn)定性，同時(shí)由于此變電所距離工作面的距離較近，平均距離只有60米左右，又受到多個(gè)工作面的多次采動(dòng)影響，使圍巖遭到了明顯的、嚴(yán)重的破壞，進(jìn)而巷變電所圍巖的松動(dòng)圈不斷擴(kuò)大，使得巷道支護(hù)與圍巖之間始終處于相互的動(dòng)態(tài)調(diào)整的狀態(tài)，兩者之間的長期相互作用加劇了巷道的變形。巷道僅僅依靠錨網(wǎng)支護(hù)的收縮變形遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法抵消巖體施加在圍巖上的應(yīng)力，從而使得圍巖在外加應(yīng)力的作用下持續(xù)的變形，無法確保巷道支護(hù)的穩(wěn)定性與可靠性。因此，在變電所注漿加固的施工工藝是一種較為有效的加固措施。

3 巷道圍巖注漿加固的主要原理及作用

注漿加固技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于巷道的加固。通過采用注漿加固技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)以下作用：（1）采用對(duì)巷道注漿加固技術(shù)可以增大弱面

上的摩擦力，可以有效地增大巷道圍巖體之間的粘聚力和內(nèi)摩擦力，從而有效地提高巷道圍巖抵抗外加載荷的能力。（2）在巷道圍巖中注漿，可以使得漿液填充在巷道圍巖的裂隙中，并通過漿液的填充、固結(jié)、粘合，從而使得圍巖的裂隙消除，阻止圍巖弱面的進(jìn)一步風(fēng)化。（3）通過采用注漿加固技術(shù)可以使得漿液在裂隙中填充、膠

固，從而使得巷道圍巖中破碎松散的巖體重新膠結(jié)成統(tǒng)一的整體，在圍巖中形成一個(gè)可以承受外加載荷的注漿殼，充分發(fā)揮圍巖的自然平衡拱作用，進(jìn)而使其能夠與巷道支護(hù)共同承擔(dān)起外加載荷，提高了巷道的穩(wěn)定性與安全性。

4 失修巷道圍巖注漿加固的施工工藝和施工方法

4.1 失修巷道圍巖注漿加固施工方法

在對(duì)11采區(qū)軌道巷變電所進(jìn)行注漿加固前，先對(duì)變電所進(jìn)行整修，確保巷道成型。對(duì)巷道內(nèi)片幫、冒頂區(qū)整修找掉，兩幫的空幫與頂部的空頂全部重新錨網(wǎng)-噴漿支護(hù)，并采用冷拔絲焊網(wǎng)提高巷道表面噴漿層的強(qiáng)度。完成以上步驟后，在巷道表面初步噴漿用以封閉巷道的表面，待到巷道表面固結(jié)后，開始對(duì)圍巖進(jìn)行注漿加固。使用6Mpa、3Mpa左右的注漿壓力對(duì)圍巖分深層、淺層分別進(jìn)行填充，漿液的水灰比控制在1：0.8的比例，水玻璃占水泥漿的3%（按實(shí)際情況調(diào)整）。整個(gè)注漿過程遵循先淺后深，逐排推進(jìn)的順序。注漿循環(huán)為：準(zhǔn)備工作—鉆孔—洗孔—安裝注漿管—注漿—清理注漿泵。

4.2 失修巷道圍巖注漿施工中的工藝及注意要點(diǎn)

在礦井巷道注漿施工時(shí)需要注意以下要點(diǎn)：巷道注漿施工時(shí)，為了更好地確保注漿的效果，應(yīng)當(dāng)確保注漿孔間、排之間的距離控制在注漿擴(kuò)散半徑的1.5倍以上。11采區(qū)軌道巷變電所采用φ32毫米孔徑，深（淺）孔與深（淺）孔的排距均為6米，深層與淺層的排距為3米。注漿孔間設(shè)計(jì)為1.4±0.1米左右，在注漿孔的分布上，從斷面方向看注漿孔為8個(gè)；在底板巷中兩側(cè)各有一個(gè)注漿孔，兩幫各分布著兩個(gè)注漿孔，頂板自巷中兩側(cè)各分布1個(gè)。深孔深度為8米，淺孔深度為3米。在進(jìn)行注漿作業(yè)時(shí)，注漿管選用的是φ6分的無縫鋼管制成，孔口螺紋段為100毫米。注漿時(shí)采用普通的硅酸鹽水泥按照水灰比為1：0.8左右的比例配置而成的水泥漿和相應(yīng)比例的水玻璃混合液，注漿壓力控制在淺孔為3Mpa（深孔為6Mpa）。在注漿時(shí)，連接好注漿管路，當(dāng)注入的漿液壓力達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)停止注漿。

4.3 失修巷道圍巖注漿加固技術(shù)要點(diǎn)

注漿所采用的漿液是按照一定的水灰比配置而成的，在注漿加固的過程中需要根據(jù)實(shí)際的情況及時(shí)的調(diào)整注漿的壓力參數(shù)，確保注漿的順利進(jìn)行。同時(shí)在注漿的過程中需要根據(jù)注漿壓力的變化情況，及時(shí)的控制注漿泵，將注漿時(shí)的壓力控制在0-6Mpa的范圍內(nèi)。失修巷道注漿時(shí)需要采用的是自下而上、自左而右的順序進(jìn)行注漿作業(yè)。在對(duì)巷道進(jìn)行注漿時(shí)，需要先注底角而后在對(duì)兩幫進(jìn)行注漿，最后在進(jìn)行對(duì)于拱頂?shù)淖{。完成注漿后需要對(duì)注漿效果進(jìn)行檢測(cè)，如發(fā)現(xiàn)注漿效果不足的注漿孔，需要在其半徑300毫米范圍內(nèi)重新開孔注漿。

5 結(jié)束語

巷道失修是普遍存在于煤礦企業(yè)中的難題，巷道失修不僅影響巷道服務(wù)年限，而且也影響開采的安全性與可靠性。文章在分析巷道失修原理的基礎(chǔ)上，對(duì)失修巷道采用注漿加固的施工工藝及施工要點(diǎn)進(jìn)行了分析闡述。

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