煤壁噴漿注漿加固工藝應用與實踐

趙固一礦井田其主要可采煤層為二，煤層，極具開采價值，而煤層底板石炭系太原組石灰?guī)r巖溶裂隙水患、基巖保留厚度薄和新生界蓋層厚度大是直接影響二，煤層開采的三大主要因素。由于趙固一礦巷道普遍存在埋深深、壓力大，巷道支護后極易存在變形，為減少巷道變形，對巷道進行一次支護與二次支護，再對其進行噴漿注漿，減少巷道變形，保證巷道支護強度。
　　1注漿概況
　　趙固一礦西五盤區(qū)避難硐室位于礦井北翼，屬于典型的深部軟巖巷道，由于巷道埋深大，受深部高地壓、高地溫、高巖溶水壓和開采擾動影響，巷道圍巖較為破碎，巷道開挖后變形量較大，特別是巷道兩幫圍巖，部分地方變形超過1m，給煤礦的安全生產(chǎn)帶來了較大隱患。
　　為保證西五盤區(qū)避難硐室正常使用，與中國礦業(yè)大學（北京）合作，采用“先柔后剛”的二次注漿加固支護技術，適當減小第一次支護強度，通過二次注漿加固支護控制圍巖變形。
　　2確定施工工藝
　?。?）施工方案
　　嚴格按照地測科提供的中腰線施工，具體施工順序為：噴漿一注漿—啊設鳥籠錨索一澆筑地坪。
　?。?）噴漿技術
　　1）架棚回填結束后，設計底板以上全斷面進行噴漿，厚度以u鋼外沿露出80mm為準，強度C20，砼配合比（重量比）水泥：混合砂=1：4，水泥采用P.O32.5硅酸鹽水泥，速凝劑摻量為水泥用量的3～4%，水灰比為0.4～0.5，噴射以噴面濕潤不流淌、無裂隙為準。
　　2）噴射要均勻，無“穿裙”、“赤腳”現(xiàn)象。噴漿后嚴禁出現(xiàn)凹凸不平現(xiàn)象。噴體厚度要達到設計要求，噴漿后巷道表面平整度偏差不大于±50mm。
　　3）噴漿時嚴格按照配合比進行拌料，具體配比為：水泥：砂子：石子=1：2：2，砂子為粒徑0.35～0.5mm的中粗沙，石子粒徑為5～15mm，速凝劑添加量為水泥用量的3～5‰
　?。?）注漿技術
　　噴漿結束后對巷道全斷面進行注漿，頂幫注漿孔間排距3000mm×3000mm，注漿管800mm長，孔深1600mm，注漿孔均與巷道周邊輪廓成垂直布置。按自下而上的順序逐孔逐排對巷道實施注漿。漿液用單液水泥漿，水泥標號P.C32.5，水灰比0.8：1，終孔壓力不小于2MPa且不大于2.5MPa，穩(wěn)壓時間不小于30min。
　?。?）底板注漿孔預埋錨索技術
　　1）鳥籠錨索：材料為21.6mm，17股高強度低松弛預應力鋼絞線，錨索長度6300mm。
　　2）鳥籠錨索梁：槽鋼梁采用14#槽鋼加工而成，長4000mm，錨索梁墊板為200×100×16mm鋼墊板，間排距1200×1400mm（錨索梁打在u鋼棚之間）。
　　3）錨固方式：預制具有一定流動I生的混凝土，灌入錨索底端，用塑料管進行搗實。
　　4）混凝土錨固7天后，進行孔內(nèi)注漿，注漿完畢一天后進行張拉。張拉后，將錨索截至外露50mm。
　　5）注漿材料：水泥漿、水泥水玻璃雙液漿。
　　6）注漿壓力：孔口注漿壓力2～3MPa，根據(jù)現(xiàn)場情況進行調(diào)整。.
　　7）注漿方式：埋孔口注漿管，孔內(nèi)下射漿管，射漿管長度2.5m，全長一次注漿。
　　8）錨索角度：垂直底板打設，要求底板錨索初次張拉達到260kN，預應力損失完成后不低于200kN。
　　3結論
　　（1）注漿加固巷道圍巖是利用注漿管將漿液注入巷道破碎圍巖內(nèi)，利用漿液來充填和固結原有的裂隙面，改變圍巖的松散結構，使破裂圍巖膠結成連續(xù)體加固圈，并為錨固支護提供可靠的著力基礎，使巷道圍巖沿徑向擠壓的圍巖壓力轉換成切向壓力，防止圍巖松動范圍進一步擴展，從而使巷道徑向應力減小到僅用較小支護阻力就能使巷道圍巖長期處于穩(wěn)定狀態(tài)。
　?。?）通過對西五盤區(qū)避難硐室進行頂板離層、頂?shù)装逡平俊蓭拖鄬σ平?、錨桿錨索壓力計以及測力錨桿礦壓監(jiān)測。對監(jiān)測結果進行分析可看出巷道在二次注漿后期初壓力釋放明顯，從而從宏觀上說明二次注漿支護效果顯著，在30天后變形趨于穩(wěn)定，說明巷道現(xiàn)在的支護是可以的，巷道支護強度是足夠的，滿足巷道后期使用，達到了預期的效果。開始強度有所發(fā)展，隨著時間推移，圍巖裂隙仍有較小程度的發(fā)育，其中頂板最為明顯，但是最終趨于穩(wěn)定，證明注漿不僅充填了圍巖裂隙，而且增強圍巖整體穩(wěn)定性與強度。
　　（3）通過二次注漿加固支護，有效地控制了圍巖變形，不僅能保證巷道快速高效的施工，也保證了后路巷道無較大的安全隱患，而且整修工作量低，保證了礦生產(chǎn)地區(qū)的正常銜接，對礦井的長遠規(guī)劃具有極大的促進作用。