浅谈煤矿巷道深浅孔注浆施工工艺

浅谈煤矿巷道深浅孔注浆施工工艺

赵奎

中煤新集能源股份有限公司刘庄煤矿安徽省阜阳市236000

摘要：在煤矿开采巷道的过程中，受采动压力影响，各巷道变形严重，直接影响后续巷道的使用及采煤工作面的正常开采。现本文结合笔者煤矿巷道深浅孔施工经验，对煤矿巷道加固深浅孔注浆施工工艺及强化措施作进行简要探讨，希望对煤矿井下巷道维修工作有一定的借鉴作用。

关键词：煤矿开采；巷道修护；深浅孔注浆；施工技术

1.前言

中煤新集刘庄煤矿矿井不断向深部发展，导致地应力不断提高，严重恶化了围岩地质条件，不仅提高了巷道支护的难度，更加大了巷道维修率。由于井巷地压力相对较大、地质构造非常复杂，巷道压力显现明显。这种井巷特征导致整个巷道的支护工艺不仅非常复杂，而且施工难度非常大，成为了制约矿井发展的瓶颈因素。在本文中，笔者以刘庄煤矿矿井为例，分析并探讨巷道压力显现明显条件下煤矿井巷深浅孔注浆加固方法问题。

随着掘进机械化的应用，巷道维护也成为维持煤矿正常生产的基本任务之一。刘庄煤矿属大型生产矿井运输大巷、回风大巷的长度均在千米以上，其穿越的地层地质情况复杂，在经过软岩、地质构造、应力集中区、等特殊条件时，导致巷道使用周期较短，极易变形甚至破坏，巷道支护往往需经常性维护。而大巷作为矿井的主要巷道，日常所承载的运输、通风等任务繁重，尤其是运输大巷，如何能简捷、快速、高效地进行巷道维护，是许多大中型矿井，尤其是开采时间较长的老矿井必须考虑的问题之一。同时，矿山压力对砌碹巷道的破坏多种多样，大大减弱对围岩的支承作用，须因地制宜，采取不同的方法及时有效维护加固方法，才能保证矿井的安全生产。

一、巷道围岩的注浆加固技术

1．目前刘庄煤矿修护巷道推广的深、浅空联合注浆法就是渗透注浆，通过对巷道围岩的注浆加固获得足够强度的岩体同时结合锚喷支护以形成组合拱作用来抵抗围岩的变形，达到巷道围岩的相对稳定。渗透注浆是通过施加液压（气压）等压力，在不破坏地层颗粒排列的条件下，使浆液克服阻力后充填于岩石颗粒间隙或裂隙固结后提高岩体强度，充分发挥岩体的承载能力从而达到加固或减少渗漏的目的。

2.注浆加固机理：

通过对巷道围岩的注浆加固获得足够强度的岩体同时结合锚喷支护以形成组合拱作用来抵抗围岩的变形，达到巷道围岩的相对稳定。

3.注浆材料选用：

（1）改性水玻璃；（2）普通水泥单液浆；（3）水泥-水玻璃双液浆；（4）超细水泥；目前刘庄煤矿注浆材料用的是P•C32.5复合硅酸盐水泥单液浆。

4.注浆工艺分类

（1）渗透注浆；（2）压密注浆；（3）劈裂注浆；目前刘庄煤矿修护巷道推广的深、浅空联合注浆法就是渗透注浆的；渗透注浆是通过施加液压（气压）等压力，在不破坏地层颗粒排列的条件下，使浆液克服阻力后充填于岩石颗粒间隙或裂隙固结后提高岩体强度，充分发挥岩体的承载能力从而达到加固或减少渗漏的目的。

5.深浅孔注浆材料选择及技术要求

采用Ф20mm的无缝钢管制作，长度分别为L=1000mm，L=2000mm，L=3000mm搭配使用，两头制作M20的螺纹，注浆管之间用配套的束结（卡箍）连接。锚注管（最末端一节L=2000mm）杆体上每隔300mm对称T字型布置梅花Ф6mm的注浆孔，长度不小于1300mm，最末端压扁；另一端60mm制作成M20的螺纹和其他杆体连接。

6.深、浅孔注浆孔施工方法及造孔目的

（1）先使用锚索机配合直径32mm的钻牙施工深孔，安装深孔组合注浆管，然后使用风锤配合直径32mm的钻牙沿深孔开口处注浆管和孔壁之间的间隙再施工浅孔并安装浅孔锚注管，使得深、浅孔相连通，最后进行注浆孔封孔。

（2）先使用风锤配合直径42mm的钻牙施工浅孔，再换锚索机配合直径28mm的钻牙在浅孔内套打深孔至要求深度，然后安装深、浅孔锚注管，最后进行注浆孔封孔。

（3）底角注浆采用风锤配合直径42mm的钻牙造孔。

（4）以上造孔安装完锚注管后均采用锚固剂在注浆管外壁与孔壁之间开孔位置封堵。

（5）造孔目的探明巷道的围岩变形的松动圈的范围，讲白了就是深部离层存在裂隙的位置，巷道一但重新开挖或者修护必然会所造成的围岩应力重新分布，必然会产生裂隙。变形越严重说明巷道存在大量离层，因而越需要注浆。

7.深、浅孔注浆方法

注浆时先注浅孔，浅孔正常注浆终压控制在1.0MPa以内，由1人负责注浆机调压，基本从低压开始调起（注浆机液压杆件开始缓慢动作之初算起）。可以目测、听声；等到深孔长管返水、返浆时停止浅孔注浆，待1个小班后，进行深孔高压注浆，注浆终压不低于4MPa，同样的从低压开始缓慢跳高，动态调整。深孔长管注浆前需要对浅孔短管外露口进行封堵，一般选用机械加工件，类似螺帽的东西。底角注浆压力控制在不超过1.0MPa。

8.深浅孔注浆特点

（1）孔深与间排距不固定。根据经验一般浅孔2m、深孔10m，主要是多打眼找裂隙，并不拘泥固定深度。不同岩性注浆时扩散半径也不相同，只能根据现场不断调整。尽可能将巷道存在的裂隙注实。

（2）浆液配比与注浆压力不固定注浆过程中要根据现场动态调整浆液浓度，吃浆量大时可以将浆液调稠，吃浆量小则反之。注浆压力也是动态由低到高随着注浆过程动态调整。

9.深、浅孔注浆的要点

（1）注浆管的安装深度要保证，管与管之间机械连接一定要上紧。

（2）发现漏浆时要及时堵漏，采用炮泥、锚固剂等。水沟测注浆前一定要提前截水便于观察水沟是否漏浆；注浆期间邻近巷道要巡查，看是否有漏浆点。尤其涉及过巷位置。注浆异常要及时汇报分析原因。注浆前对巷道表面开裂严重处有针对性复喷。考虑到围岩松散破碎，可能出现注浆时窜浆堵孔问题，可采用泥墙。注浆时底板窜浆时，用干水泥灰踩踏封闭。提高浆液的浓度，进行间歇式注浆；对跑浆处可视具体情况用棉纱打钎塞堵裂缝或用添加速凝剂的水泥封堵，如遇大面积跑浆时，对该处进行挖补、泥墙修复。

（3）注浆前要用清水试压，看管路、压力表、注浆机是否完好。

（4）当班注浆孔未注满或者漏浆停机无法堵漏的要及时用清水进行冲孔，避免孔内残留浆液凝固，影响下班复注；

（5）浅孔低压注浆、深孔管立马反浆的可以直接深孔管注浆；

（6）顶部注浆深孔要保证和巷道顶板的有效垂直高度不小于8m，保证注浆扩散范围；

10.注浆孔编号及台帐、注浆上图管理

（1）目前注浆分顶、帮、底三种位置孔，相应编号应为D+数字、B+数字、J+数字；现场孔要按照统一的字体编号；

（2）台帐要真实可靠，将注浆的相关信息全部记录在册具体包括：注浆时间、班次、注浆孔编号、巷道位置、注浆量、注浆终孔压力（注满时）

（3）注浆上图要按照台帐真实数据将信息直观填画在相应巷道位置平面图上；平面图要对应位置附上实测地质剖面图；

二、注浆加强期间安全注意事项

1、为防止顶部锚注孔因倾斜角度大而造成杆体下滑，在插好注浆锚杆后，可使用小木楔或道钉将注浆锚杆固定在孔内、用12#铁丝和附近支护锚杆（网）或永久管路连接在一起，做二次保护。

2、封孔时要在封孔内预留不低于12#铁丝（双股），与浅注浆管同时穿进注浆孔内，铁丝开口在注浆孔内，环形在外。孔内预埋长度不低于300mm，外露30-50mm，注浆时枪头铁丝穿入环形孔，形成二次保护。

3、登高作业问题；

4、周边警戒问题；有轨道大巷、设置阻车器；

5、把握巷道层位关系，避免勿透眼、或者漏浆至别的巷道。

6、注浆泵与注浆枪头之间的距离关系，一般控制在注浆机前后50m范围，太长注浆输出压力会有损耗过大。

三、结语

在煤矿开采巷道的维修工作中，由于现场环境复杂，影响安全生产的因素较多，所以在施工时不仅要考虑巷道的维修方法以及使用年限，确保巷道的维修效果，同时还要考虑现场施工的安全。而在具体的矿井巷道维修中，要结合矿井巷道的实际情况，综合多方面因素进行巷道维修，从而实现矿井巷道矿井维修成本、效果、使用周期的最优化，煤矿企业的效益最大化。

参考文献：

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