煤壁噴漿注漿加固工藝應(yīng)用與實(shí)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(hù)后極易存在變形，為減少巷道變形，對巷道進(jìn)行一次支護(hù)與二次支護(hù)，再對其進(jìn)行噴漿注漿，減少巷道變形，保證巷道支護(hù)強(qiáng)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(xué)（北京）合作，采用“先柔后剛”的二次注漿加固支護(hù)技術(shù)，適當(dāng)減小第一次支護(hù)強(qiáng)度，通過二次注漿加固支護(hù)控制圍巖變形。
　　2確定施工工藝
　　（1）施工方案
　　嚴(yán)格按照地測科提供的中腰線施工，具體施工順序?yàn)椋簢姖{一注漿—啊設(shè)鳥籠錨索一澆筑地坪。
　?。?）噴漿技術(shù)
　　1）架棚回填結(jié)束后，設(shè)計底板以上全斷面進(jìn)行噴漿，厚度以u鋼外沿露出80mm為準(zhǔn)，強(qiáng)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(zhǔn)。
　　2）噴射要均勻，無“穿裙”、“赤腳”現(xiàn)象。噴漿后嚴(yán)禁出現(xiàn)凹凸不平現(xiàn)象。噴體厚度要達(dá)到設(shè)計要求，噴漿后巷道表面平整度偏差不大于±50mm。
　　3）噴漿時嚴(yán)格按照配合比進(jìn)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‰
　　（3）注漿技術(shù)
　　噴漿結(jié)束后對巷道全斷面進(jìn)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(shí)施注漿。漿液用單液水泥漿，水泥標(biāo)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(yù)埋錨索技術(shù)
　　1）鳥籠錨索：材料為21.6mm，17股高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)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(yù)制具有一定流動I生的混凝土，灌入錨索底端，用塑料管進(jìn)行搗實(shí)。
　　4）混凝土錨固7天后，進(jìn)行孔內(nèi)注漿，注漿完畢一天后進(jìn)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(jìn)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(shè)，要求底板錨索初次張拉達(dá)到260kN，預(yù)應(yīng)力損失完成后不低于200kN。
　　3結(jié)論
　?。?）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(jié)原有的裂隙面，改變圍巖的松散結(jié)構(gòu)，使破裂圍巖膠結(jié)成連續(xù)體加固圈，并為錨固支護(hù)提供可靠的著力基礎(chǔ)，使巷道圍巖沿徑向擠壓的圍巖壓力轉(zhuǎn)換成切向壓力，防止圍巖松動范圍進(jìn)一步擴(kuò)展，從而使巷道徑向應(yīng)力減小到僅用較小支護(hù)阻力就能使巷道圍巖長期處于穩(wěn)定狀態(tài)。
　　（2）通過對西五盤區(qū)避難硐室進(jìn)行頂板離層、頂?shù)装逡平?、兩幫相對移近量、錨桿錨索壓力計以及測力錨桿礦壓監(jiān)測。對監(jiān)測結(jié)果進(jìn)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(hù)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(hù)是可以的，巷道支護(hù)強(qiáng)度是足夠的，滿足巷道后期使用，達(dá)到了預(yù)期的效果。開始強(qiáng)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(qiáng)圍巖整體穩(wěn)定性與強(qiáng)度。
　?。?）通過二次注漿加固支護(hù)，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(yuǎn)規(guī)劃具有極大的促進(jìn)作用。