大斷面破碎圍巖巷道“錨網(wǎng)注噴一體化”施工技術(shù)研究

李　杰,張德飛

（山東新巨龍能源公司,山東 菏澤 274918）

大斷面破碎圍巖巷道“錨網(wǎng)注噴一體化”施工技術(shù)研究

李杰,張德飛

（山東新巨龍能源公司,山東 菏澤 274918）

“錨網(wǎng)注一體化”施工工藝，是一種提高支護強度，延緩支護材料銹蝕，同時能夠封堵淋水的一種先進支護工藝。新巨龍公司實踐的該項施工工藝，支護可靠、圍巖控制效果明顯、節(jié)約巷道支護成本，并可有效提高支護強度，具有極高的推廣應(yīng)用價值

煤礦支護;錨網(wǎng)注噴;實踐;技術(shù)研究

1　概述

山東能源新礦集團龍固煤礦位于巨野煤田中南部，是一個設(shè)計生產(chǎn)能力為600萬t/a，核定能力750萬t/a的大型現(xiàn)代化礦井。該井田煤系地層為隱蔽型的華北型石炭、二迭系地層，以中、下奧陶統(tǒng)為基底；地層含煤24層。可采及局部可采煤層6層，其中3(3上)煤層平均厚8.82m，占可采煤層總厚的72%，是主采及首采煤層。本區(qū)屬黃河沖積平原，地形平坦，沖積沉積層平均厚654m。

礦井主要設(shè)計單水平開采，礦井主要巷道和硐室布置在-810水平，埋深超過850m。輔助運輸大巷設(shè)計斷面超過25m2。巷道圍巖以灰?guī)r、粉砂巖、細(xì)砂巖互層為主。礦井的巷道斷面較大、地應(yīng)力比較高、巷道的圍巖相對破碎，支護困難。該支護設(shè)計造價高，存在反復(fù)施工、單位體積巖體內(nèi)鉆孔布置較多的特點。

錨網(wǎng)注噴一體化施工工藝，是在礦井主要巷道按照一次住戶，二次支護過程中，按工藝設(shè)計將注漿錨桿和等強螺紋錨桿五花布置安裝。施工過程中在適當(dāng)時機，單液水泥漿通過注漿錨桿注入巷道圍巖松動圈中，使巷道圍巖重新形成膠（固）結(jié)，從而再生為準(zhǔn)混凝土組合拱，達(dá)到提高支護系統(tǒng)強度，封堵圍巖裂隙淋水、延緩支護材料銹蝕的一種新型支護工藝。

2　巷道支護工藝優(yōu)化

（1）原礦井大斷面巷道和硐室設(shè)計為三次支護，即一次錨(高強)網(wǎng)+錨索(注漿)支護，二次錨（等強）網(wǎng)支護，三次全斷面注漿支護。

（2）支護方案優(yōu)化：巷道破巖掘出后，初噴30mm作為臨時支護；第一次支護使用等強螺紋鋼錨桿，型號為Φ22×2200mm，人工掛網(wǎng)后第二次噴漿至100mm。第二次支護采用等強螺紋錨桿和注漿錨桿，型號分別為Φ22×2500mm與Φ25×2500mm，采用“五花”布置，人工掛鐵絲金屬網(wǎng)；二次支護完畢后，使用注漿泵對圍巖進行單液水泥漿控壓注漿；最后再噴防銹砼。主要技術(shù)參數(shù)及附圖1：

（1）錨桿：采用細(xì)牙等強螺紋鋼錨桿，長度2500mm，直徑22mm，錨桿間排距1600×800mm，樹脂藥卷使用MSZ2350型，每根錨桿使用2兩只錨固劑，錨桿預(yù)緊力為400N·m；（2）注漿錨桿：采用加長錨的方式的錨注錨桿，長度2500mm，直徑25mm,樹脂藥卷使用Z3530型，每根錨桿使用2兩只錨固劑，錨桿預(yù)緊力為400N·m；（3）錨桿托盤、錨注托盤：采用型鋼板制作，規(guī)格100mm×100mm×10mm，錨桿托盤孔徑為25mm；錨注托盤孔徑為28mm；（4）金屬網(wǎng)：采用10號鐵絲進行編制，規(guī)格為11000mm×1100mm，網(wǎng)間應(yīng)相互搭接為100mm，±30mm，并用對等的鐵絲綁扎。（5）混凝土：采用強度為C20，砼噴厚為100mm。（6）注漿材料：采用P.C.42.5型號的水泥制作的單漿液，水灰比例0.5，注漿最后的壓力為3MPa。

3　巷道注漿施工工藝

（1）注漿的漿液：有P.C.42.5型號水泥的單漿液、馬麗散-P.C.42.5型號水泥雙漿液和改性尿醛樹脂漿液類的化學(xué)漿液。關(guān)鍵支護工藝選用-P.C.42.5型號水泥單漿液，水灰比0.5,并使用復(fù)合早強高效減水劑，比重占水泥重量的2%左右，作用是提高漿液的和易性和流動性。

（2）注漿參數(shù)及時機。①注漿最終壓力：以注漿終壓3兆帕為準(zhǔn)，注漿使用的管長15m為宜。②注漿量：一是常量注漿，在正常的情況下，每各單孔注漿50kg～100kg，當(dāng)注漿超過300kg、注漿壓力仍未達(dá)到注漿終壓時，應(yīng)該暫停注漿，等待120分鐘后再次注漿，若二次注漿時注入的水泥超過100kg的、注漿壓力仍未達(dá)到終壓時，可另行選擇周邊單孔注漿；二是控制壓力注漿，當(dāng)注漿泵的壓力表達(dá)到注漿終壓時，即可停止注漿。③注漿時機：當(dāng)觀測圍巖相對位移達(dá)到30mm時,表明圍巖1.5m范圍內(nèi)已產(chǎn)生了松動裂隙，此時注漿為最佳時機，其漿液有效擴散范圍將達(dá)到2m左右。

4　支護后礦壓觀測

龍固煤礦巷道支護優(yōu)化設(shè)計后，經(jīng)過近半年的礦壓觀測，支護的巷道兩幫位移量僅10mm，移近的速度僅為0.1mm/d；頂板的下沉數(shù)據(jù)為7mm，底板的鼓起的數(shù)據(jù)為33mm，巷道圍巖的控制效果比較明顯。與原支護方案相比，因取消三次支護的施工與支護材料投入，每平方米巷道墻體節(jié)約支護材料與施工費用達(dá)30%左右。

5　結(jié)語

龍固煤礦實施的“錨網(wǎng)注噴一體化”的施工工藝，支護可靠、圍巖控制效果明顯、節(jié)約支護成本，并可有效延緩支護材料的銹蝕程度、能夠提高支護體系的強度，具有一定的推廣應(yīng)用價值。

[1]胡曉東,孔風(fēng)閣. 深井不穩(wěn)定圍巖錨網(wǎng)注噴一體化支護及機理分析[J]. 現(xiàn)代礦業(yè),2015,01:148-150.

[2]韓繼歡,袁康,陸龍龍,王長盛. 深部高應(yīng)力巷道支護設(shè)計與數(shù)值模擬研究[J]. 煤炭技術(shù),2015,03:67-70.

[3]陳賓. 軟巖巷道“三錨”支護過程對巷道圍巖穩(wěn)定性的影響[D].安徽理工大學(xué),2006.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.104

李杰,男,山東泰安人,助理工程師。