矿井软岩巷道注浆加固修复技术分析与研究

矿井软岩巷道注浆加固修复技术分析与研究

杨利利

杨利利

河南焦煤能源有限公司九里山矿河南焦作454150

摘要：矿井软岩巷道维护是一个复杂的问题。根据软岩理论,进一步分析出软岩巷道破坏的原因；采用锚注加固的方法,使破坏的软岩巷道得以修复,为矿井安全高效生产提供了保障。

关键词：矿井软岩巷道；注浆加固；修复技术

1、成果实施背景

九里山矿巷道岩性破碎时，普遍采用单一的锚网喷支护，短期内能满足支护要求。随着时间的推移，特别受到采动影响，巷道变形严重，巷道在掘出后要经过4-5遍的修理，方能满足回采服务年限，破坏的巷道支护形式有：锚网喷、锚网喷+U钢、工钢棚。其破坏范围大，破坏形式主要为顶板开裂、下沉、底板鼓起、两帮开裂、内挤。

2、研究开发内容

1）锚杆、锚索+U钢支护技术

锚杆支护参数：肩窝以上均匀布置锚杆9根，两帮锚杆间距800mm，锚杆排距800mm，每排13根锚杆，锚杆均为直径20mm、长度1600mm的高强锚杆(Q500)，采用2只Z2340树脂药卷锚固，铺6mm钢筋网。

锚索支护参数：根据钻孔资料，顶板锚索应锚固在上部稳定的砂岩中，顶板钢绞线直径为17.8mm，长度为10.0m，钻孔深度9.7m，每根锚索采用5支Z2340树脂药卷锚固，每根锚索采用一块400mm长的18号槽钢，一块规格为100×100×8mm的钢板，锁具一套。

锚杆支护参数：原巷道U钢采用36U钢，间距800mm，继续使用。

2）注浆工艺

A、注浆系统布置

注浆系统包括注浆泵，搅拌筒及连接管路。设备比较轻便，可放于注浆孔附近，单液吸浆管长度2～3m，单液出浆管长度10～15m，高压出浆管内为混合浆液，凝结快，设计为5~6m，便于端头操作即可。注浆20m左右移动一次，大约为一个班的注浆量，工效高。

B、安装封孔器

封孔是注浆的一个关键技术，封孔质量是保证注浆质量的先决条件。一次性封孔方式：采用内径19mm，长1.0m的铁管，前端焊快速接头作为注浆封孔管，在注浆管底部缠废旧布袋，放入孔内，用快硬水泥(以环形为好)浸水湿润后塞入注浆管与注浆孔之间，用套筒捣实，实现封孔。或者给管体缠绕整块风筒布，两端扎紧外端留一小口，用注浆泵注入浆体，撑起风筒布，待浆液凝结后即实现封孔。该种封孔方式适应性强，对注浆孔口要求不高，但不能完全回收，丢失管材，增加成本。

C、拌料注浆

严格按水灰比供水上料，搅拌均匀。接通注浆管线，用清水试注待管路流通后，将吸浆管分别插入两浆液筒，高压出浆管通过球阀与封孔器后端快速接头相连，开泵注浆。

注浆过程中如发生少量漏浆，用快硬水泥、废旧布袋、黄泥等封堵，如漏浆量大，可暂停注浆待浆液初凝后再注。按一定顺序注浆，即从底部眼，依次向上顺序注入，以保证注浆效果。

已注好的眼孔应待浆液初凝后卸下封孔器，并适当清洗备用。当不能及时注浆时，应清洗混合段浆液，以防固结。

每班注浆结束后，彻底清洗注浆系统及封孔器，巷内设水沟排放清洗污水，禁止巷内大量积水，如果没有水沟要设导管排水。

D、注浆监控及质量检查

注浆加固围岩是一种隐蔽性很强的工程技术，除按设计要求进行施工时，还必须加强注浆过程中的监测监控，注浆以后的质量检查。

3、技术创新点

设计巷道断面-打锚杆眼-安装锚杆-挂钢筋网-出矸-喷浆-打注浆孔-安装注浆管-封孔-注浆

4、应用地点

2016年，15采区回采15071工作面和15032工作面，受采动影响，15轨道个别段顶板喷体开裂、底板鼓起、两帮收缩，严重影响了15采区的运输，行人安全不能得到保障，并且15轨道于2014年进行了修理，采用锚网喷+U钢支护，若重新修理，等东三底层工作面回采时，15轨道还得修理，这样修理成本不仅太高，也制约了矿井的可持续发展。经过对比，采用锚网喷+U钢壁厚注浆支护。

5、实施效果

15轨道于2016年5月份进行壁厚注浆加固，15032工作面即将回采结束，15071工作面已回采结束，15轨道相应段，经过观测，巷道未发现变形，巷道安全使用效果好。

6、成果推广效益分析

1）注浆后，浆液将松散的破碎的围岩胶结成整体，提高岩石强度，使巷道保持稳定而不易破坏，减少巷道修理次数，延长巷道服务年限。

2）巷道工程修理一次成本20000元/米：20000*300=600（万元）

3）注浆后水泥浆充填围岩裂隙，结合锚网喷+U钢支护，提高了支护结构的整体性。

4）和其它加固材料（波雷因）相比，降低了加固成本。波雷因：30000元/吨*300米=900万元；水泥：400元/吨*300米=12万元；900-12=888（万元）。

5）解决九里山矿区因地质条件限制，采用支护合理性、可靠性降低支护成本创造良好的技术经济效益。

结束语

本项目的研究不但在本矿区具有广阔的应用前景、具有重要的现实意义和理论价值，而且具有极高的推广价值及良好的经济和社会效益，市场前景良好。

参考文献

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[2]薄树祥.锚注技术在软岩巷道治理中的应用[J].中国产业.2011(06).

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[4]贺军豪,李建建,樊俊豪.锚注一体化支护在破碎软岩巷道修复中的应用[J].能源与环保.2017(01).