固瑞特加固沿空巷積水區(qū)煤柱在顧橋礦的應(yīng)用

摘要：顧橋煤礦由于產(chǎn)量壓力比較大，工作面接替緊張，造成孤島面以及沿空掘巷工程比較頻繁，沿空掘巷施工中經(jīng)常會遇見鄰近采空區(qū)積水。由于受積水區(qū)影響，附近的煤（巖）體變形嚴重，直接影響安全與生產(chǎn)。針對這一情況，本文運用固瑞特注漿加固技術(shù)對積水區(qū)巷道進行加固，弱化了積水對煤柱穩(wěn)定性的影響，有效地控制了圍巖變形，為巷道支護提供了時間和空間，并且施工工藝簡單，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：固瑞特 注漿加固 積水區(qū)煤柱 沿空掘巷

1 工程概況

顧橋礦1123（1）工作面位于11-2槽煤北一下山采區(qū)第三階段，1123（1）軌道順槽西側(cè)1122（1）工作面已回采結(jié)束，煤柱為8.0m，為沿空掘進巷道；東側(cè)為煤壁實體幫，南起11-2煤工業(yè)廣場保護煤柱，北至顧橋礦井田邊界F87(DF01)斷層的防水煤柱。

2 固瑞特的性能及技術(shù)參數(shù)

固瑞特是一種由有機高分子和無機材料制備的加固型雙組份注漿材料，具有高度粘合力和很好的機械性能，與巖層產(chǎn)生高度粘合，可有效加固煤幫的松散破碎區(qū)；現(xiàn)場不需再稱量配漿，只要將A組分和B組分以1:1(體積比)通過雙液比例泵自動混合后，即可進行注漿。適用于各種通風不良的煤礦、隧道、隧洞中破碎煤層、巖層的快速加固和封堵處理。

固瑞特的性能及技術(shù)參數(shù)參見表1-1和表1-2。

表1-1 固瑞特的漿液性能

表1-2 固瑞特的反應(yīng)性能

3 固瑞特煤幫加固原理

固瑞特注入巖層后，低粘度混合物能夠保持液體狀態(tài)幾秒鐘，從而可快速滲透至細小的裂縫、孔洞，進而將冒落區(qū)內(nèi)松散巖石膠結(jié)在一起，有效地加固圍巖松動圈，使之成為整體，提高了圍巖的整體承載能力，從而有效控制煤幫的變形。

4 注漿參數(shù)設(shè)計

注漿參數(shù)的比選，有的通過經(jīng)驗得到，有的通過理論計算得到，有的則必須在現(xiàn)場中試驗確定。

4.1 壓水實驗

通常的做法是現(xiàn)場壓水試驗。壓水試驗就是利用自然地形或泵造成人為的水頭壓力，將清水壓入鉆孔試驗段巖體的水文地質(zhì)試驗[1]。其目的就是測定試驗段巖體的單位吸水量和巖體的滲透系數(shù)。注漿壓水試驗中注漿壓力與流量的關(guān)系有下圖三種形式：

圖4-1 Q=f(P)曲線

①P—Q呈直線關(guān)系，滲透性注漿。

②流量隨壓力不可逆地增大，出現(xiàn)塑性變形。

③流量的增大是可逆的，出現(xiàn)彈性變形。

一般情況下，用3個壓力階段做壓水試驗。用多點多程法進行壓注試驗，根據(jù)上圖注漿壓力與流量關(guān)系曲線，確定注漿壓力、注漿量等相關(guān)參數(shù)。

4.2 固瑞特注漿參數(shù)設(shè)計

注漿加固時機、注漿孔深及間排距、注漿壓力等都是注漿加固穩(wěn)定技術(shù)的主要參數(shù)[2]。具體參數(shù)如下：

4.2.1 注漿加固時機

根據(jù)經(jīng)驗分析，在距離工作面70~100m左右，巷道圍巖變形速度基本穩(wěn)定后開始注漿，此時施工也比較方便。

4.2.2 注漿孔深及間排距

注漿孔深取決于巷道圍巖的滲透性及漿液的流動性，根據(jù)經(jīng)驗公式計算巷道裂隙發(fā)育范圍為3m，根據(jù)前述壓水實驗，設(shè)計注漿孔深度應(yīng)不低于2m。

4.2.3 注漿壓力

注漿壓力主要用于克服漿液在裂隙中的流動阻力，根據(jù)劈裂注漿理論[3]分析及現(xiàn)場壓水實驗，確定注漿壓力為注漿壓力參數(shù)終壓為2~3Mpa。

5 注漿方案及效果對比分析

煤柱側(cè)幫采用兩種注漿加固方案：

①采用噴注水泥漿加固：該注漿位置為巷道外段完整頂板區(qū)段，具體為巷道外段500m范圍內(nèi)。

②采用注固瑞特（GRT）高分子材料加固：該加固段位于構(gòu)造帶及積水區(qū)段，具體為巷道由拔門口向里585～710m區(qū)段。

5.1 未注漿加固前巷道變形分析

5.1.1 圖5-1和圖5-2為巷道外段完整頂板區(qū)段采用水泥漿加固前，在整個觀測期間內(nèi)巷道圍巖變形量及變形速度曲線圖。

圖5-1 巷道圍巖變形量曲線 圖5-2 巷道圍巖變形速度曲線

5.1.2 圖5-3和圖5-4為積水區(qū)段采用注固瑞特（GRT）高分子材料加固前，在整個觀測期間內(nèi)巷道圍巖變形量及變形速度曲線圖。

圖5-3 巷道圍巖變形量曲線 圖5-4 巷道圍巖變形速度曲線

5.2 注漿加固后巷道變形分析

5.2.1 圖5-5和圖5-6為巷道外段完整頂板區(qū)段煤柱側(cè)幫噴注水泥漿后巷道圍巖變形量及變形速度曲線。

5.2.2 圖5-7和圖5-8為積水區(qū)段采用注固瑞特（GRT）高分子材料加固后巷道圍巖變形量及變形速度曲線體圖。

6 結(jié)論

6.1 固瑞特在積水區(qū)巷道加固方面有良好的優(yōu)越性，在提高了巷道圍巖穩(wěn)定性的同時，弱化了積水對巷道圍巖變形的影響。

6.2 噴注漿尤其是注固瑞特材料加固后，工作面?zhèn)葞臀灰屏看笥诿褐鶄?cè)幫位移量，說明對煤柱側(cè)幫噴注漿加固后能顯著提高煤柱的穩(wěn)定性，降低煤柱側(cè)幫變形。

6.3 煤柱側(cè)幫采用注固瑞特化學漿加固后煤柱側(cè)幫變形速度下降幅度明顯低于噴注水泥漿后變形速度的下降幅度。

6.4 文章對該類地質(zhì)條件下的煤柱注固瑞特加固防水應(yīng)用進

行了研究，豐富了高分子類注漿材料在煤巷加固防水方面的應(yīng)用條

件。

參考文獻：

[1]趙清波.壓水試驗及其在注漿堵水工程中的應(yīng)用[J].河北煤炭，1995（5）：41-41.