软岩巷道锚注加固支护技术实践

煤矿现代化　２００７年第６期　总第８１期　软岩巷道锚注加固支护技术实践　安徵恒源煤电股份有限公司　计庆辉　摘要本文通过引进先进的锚注支护加固巷道技术，介绍锚注支护技术如何在恒源公司巷道加固中　的应用与实践，并因此而取得显著的经济效益和社会效益。　关键词锚注支护巷道加固　实践　Ｉ　锚注加固支护技术的简介　锚注加固支护技术是一种理想的改善软弱围岩承载性能　的措施，是利用特种中空锚杆兼作注浆管，对岩体实施外锚内　注加固处理的一种加固方式，是注浆加固和锚杆加固技术的　有机结合，使松动和裂隙发育的围岩经过锚杆注浆加固后围　岩强度等力学性能得到提高和改善，使破裂结构的围岩胶结　成拱形连续体加固圈，同时注浆锚杆又起到悬吊、挤压、楔固　组合拱等作用，防止围岩松动范围进一步扩展，从而使巷道径　向应力减小到仅用较小支护阻力就能使围岩长期处于稳定状　态。此种技术现已广泛应用于采矿工程。　２软岩巷道概况　安徽恒源煤电股份公司年生产能力２００万ｔ，主采煤层６　煤，平均倾角９。，厚度３．０ｍ左右，矿井设计两个水平开采，一　水平标高－４００ｍ，二水平标高－－－６００ｍ。井田内煤系岩层构造复　杂，开采条件具有软岩分布范围广，软岩特征显著，高地应力　等特点。　二水平南北大巷等重点开拓巷道，主要服务于二水平及　一７５０ｍ水平的回采，巷道施工期间多采用锚梁网喷、Ｕ型棚等　支护形式，由于断层较多，陷落柱发育，重力应力场应力高达　１４．５Ｍｐａ。加之开采煤层底板至巷道顶板的覆岩结构中，以泥　岩和粉砂岩为主，普式硬度系数ｆ＝２—３，其中泥岩类岩石层理　发育，强度较低，且风化速度快，遇水易泥化，使得巷道矿压显　现更加明显。难以保证其服务二水平的安全生产需要，根据锚　注加固支护技术原理，结合恒源公司具体情况，决定采用锚注　技术对巷道围岩进行加固。　３锚注的设计思路　新掘和修复巷道，当变形速度趋于稳定时，选择滞后注浆　技术再次加固破裂岩石锚固圈层，在巷道顶帮布置注浆锚杆　进行注浆，注浆完毕后上紧托盘。为减少底鼓，在巷道底角下　扎７０ｏ布置注浆锚杆，以利于浆液渗透到底板岩层中。　４注浆设备　注浆设备主要包括风钻、注浆泵、高压胶管、搅拌机等，根　据选型计算，注浆泵型号选为ＱＺＢ２４／６Ｂ型，技术参数为工作　压力：０￣６ＭＰａ，供气压力为０．２—０．７ＭＰａ，公称流量０—５０　ｌ／ａｒｉｎ浆　液采用搅拌机搅拌，搅拌机型号选为３Ｂ一２００。　５注浆施工工艺　锚注加固施工工艺流程是：施工准备一钻孔一安装锚杆一　造浆一注浆施】：一清理锚注机具。　６注浆参数设计　６．１注浆压力　由于巷道喷层较薄，强度低，本次设计注浆压力为１．０　３．０ＭＰａ。　６．２注浆孔布置　注浆孔间排距一般取为注浆扩散半径的１．６７倍，通过预　注浆试验表明，集中巷注浆扩散半径平均为２；２ｍ，因而问排距　设计为３．６ｍ。注浆孔深度定为２．０ｍ。封孔采用快硬水泥药卷，　封孔长度不小于１００ｍｍ。注浆孔布置为每个断面５个，左右帮　各两个、顶部一个，注浆孔直径为４３—４５　ｍｉｌｌ，孔深为　２０００ｍｍ，帮、顶注浆锚杆垂直于巷道轮廓线。注浆顺序为自上　而下，先帮后顶。　注浆孔布置如下图所示。　图１注浆孔布置图　采用水泥单液浆，水泥采用新鲜ＰＯ４２．５＃普通硅酸盐水　泥，水灰比０．７—１．０。　７锚注加固现场管理　７．１成立机构　公司专门成立注浆公司，单独核算，自负盈亏，由职能科　室进行监督考核。注浆人员经过培训，考核合格后方能持证上　岗。　７．２劳动组织　注浆作业一般５人。其中开机１人，负责控制注浆压力及　操作注浆机的开停，注浆机的日常维修以及记录注浆孔号、注　浆压力、注浆量等原始资料。孔口管理１人，负责装卸注浆锚　杆与注浆机出浆管的连接与拆卸，以及观察和处理巷道渗浆　与漏浆。运料拌料３人，负责运料造浆及洗浆笼头和回浆管　路闸阀的管理。　７．３注浆作业　（１）要保证注浆锚杆孔的设计间排距，并要求垂直于岩　面，底角注浆锚杆下扎７５ｏ，要严格控制孔深，使其与注浆锚杆　・】３・　维普资讯 http://www.cqvip.com

煤矿现代化　２００７年第６期　总第８１期　大变形高应力巷道破坏后二次稳定治理技术研究及应用　平煤集团公司　张仲春　摘要针对四矿矿井大变形高地应力巷道支护现状及围岩特点，总结大变形高地应力巷道支护原则，　提出采用全封闭可伸缩支架喷浆一帮、底注浆锚索联合支护技术控制大变形高地应力巷道围岩的持续变形　和底鼓，并在工程实际中进行了支护实践．　关键词大变形高应力巷道联合支护技术　治理　平顶顶山天安煤业股份有限公司四矿随着矿井开采深度　的逐步延伸，巷道深部的原岩应力及采掘过后形成新的应力　平衡状态时的围岩压力逐步加大，使矿井的安全生产和高产　高效建设受到极大威胁。特别是四矿的己三采区的己三东专回　因为巷道压力大底鼓严重已经停止使用，己三西专回现为己三　采区的专用回风巷，担负着己三采区的回风安全任务，同时也　担负着四矿现在正在施工的三水平开拓工程的回风任务，回风　化、强度降低、底鼓量增大．　（２）底板没有进行支护．经常是底板不支护，等到底板鼓　起后进行拉底，从而造成两帮围岩进一步松动变形，两帮移近　位移严重，最终导致巷道失稳．　２大变形高地应力巷道的支护原则　２．１增强支护对围岩的约束能力，阻止初次失稳的发展　压力比较大。己三西专回原设计巷道高宽为３．Ｏｍ￣４．２ｍ，目前　巷道收缩到高宽为１．６ｍ￣２．２ｍ，断面的收缩率达到了７２％，严　重影响了己三采区和三水平开拓工程的安全生产。　１大变形高应力巷道的破坏原因　１．１　围岩反复遭到破坏，应力难以形成真正平衡　针对大变形高应力巷道的变形破坏特点，主要深入研究　了巷道失稳机理，指出了巷道破坏是由于围岩出现了初次失　稳，失稳区的围岩力学参数恶化导致了强度衰减，使失稳不断　发展加剧而造成的。依据这一观点，提出巷道稳定性的控制机　理在于采取降压和加固等治理措施及时强化失稳区围岩的残　余强度，阻止初次失稳的发展。在这一思路指导下，提出综合　的巷道支护技术。　２．２及时对巷道支护薄弱部位进行加强支护　由于巷道布置在煤层中，受采区内回采工作面回采采动　影响比较大，东西两翼的工作面回采对巷道的应力平衡反复　进行破坏，使得巷道应力不能得到真正意义上的平衡，总是处　于平衡和破坏之间。　１．２常规支护存在问题　运用大型号Ｕ型钢全封闭支架后喷浆和帮底注浆锚索相结合　大变形高地应力巷道的力学特性要求支护体初期既有可　缩性，又要有一定的刚度．根据巷道围岩的条件及时对巷道支　由于巷道在施工中沿用了常规的支护方式，没有对巷道　两帮底角及巷道底板进行有效的支护，致使巷道最弱角支护　护薄弱部位（巷道两帮底角及底板）进行加强支护．对薄弱部　次稳定状态，　位加强支护的作用在于使一次失稳后的巷道围岩及时进入二　失稳，底鼓量居高不下．在常规支护中，由于巷道经过了反复　整修，但是采取的支护方式却不能最大程度地提高巷道围岩　的整体性，致使巷道支护后经常是没有条件及时采取合理的　治理措施来阻止其一次失稳的发展，使巷道松动圈反复增大，　如此进入了一个恶性循环。　１．３开放性支护结构不合理　（１）顶、底板岩层遇水软化有一定的膨胀性．现有的支护　手段往往未及时对围岩进行封闭，造成巷道开挖后围岩遇水软　２．３注浆改善围岩力学性能　大变形高地应力巷道由于埋深大，水平应力和垂直应力都　比较高，再加上受周围采动，围岩的自身承载能力难以抗拒高　地应力的影响，因此，通过注浆加固，提高围岩的整体性和自身　的承载能力，使整个加固的岩体能有效地同全封闭可伸缩支　架、锚索有机地结合为一个整体，从而提高围岩中全封闭可伸　缩支架的刚度和锚索的锚固力，进而控制巷道较大变形．尤其　作日志。　长度配套。　（２）浆液配比、水灰比和注浆终压应满足设计要求。　（３）开机前应检查喷层和管路，检查阀门是否完全开启，　管路接头要牢靠、严密、有效。注浆机械应由专人负责，专人监　读压力表，注浆时要加强信号联系，保证注、停及时反应快速。　（４）遇到跑浆时，可暂停注浆，采用措施封堵跑漏处，过　３０分钟后再注。　（５）注浆的孔口阀拆除前先卸压，拆除的孔口阀及时用　８锚注支护效果分析　（１）锚注支护通过浆液胶结破碎围岩，有效的充填了裂　围岩的稳定性，延长了巷道的服务年限。　隙，凝结松散岩体，提高了岩体自身抵抗地压的能力，增强了　（２）巷道在注浆前，两帮移近速度平均为１．１ｍｍ／ｄ，造成　巷道浆皮开裂，锚网下沉，两帮开缝穿裙，巷道变形严重，严重　清水清洗，并抹上机油，等待复用。　（６）注浆人员注意劳动保护，防止浆液材料烧伤眼或皮　肤，在正注的锚杆下方、前方严禁站人。　影响巷道的运输和行人及正常生产。锚注加固后，两帮移近　速度减少较大，围岩两帮移近速度基本都在０．２３ｍｍ／ｄ以下，　围岩变形得到有效控制。　（７）每班注浆完毕，要及时清洗注浆泵及其管路，及时维　护。　（３）注浆前，巷道底臌速度在０．６０～２．８ｍｍ／ｄ左右。围岩锚　注后，底臌速度也得到了一定程度的控制。最后控制在０．１～　（８）注浆情况及参数应专人负责控制，专人记录，填写工　・０．３之间，大大减少了巷道的维修量。（收稿日期：２００７－９—１５）　１４・