順和煤礦巷道注漿加固施工工藝優化

白大軍 王鵬

（河南煤化集團永煤公司順和煤礦，河南 永城 476600）

順和煤礦巷道注漿加固施工工藝優化

白大軍 王鵬

（河南煤化集團永煤公司順和煤礦，河南 永城 476600）

本文根據順和煤礦高應力軟巖特性,介紹了該礦-702m水平東翼軌道運輸大巷采用注漿加固技術對巷道進行加固。通過施工經驗的積累對底板注漿和壁后注漿施工工藝進行了優化。優化后的施工工藝不僅有效的起到了保持巷道穩定性的作用，而且節約了人力、物力,取得了良好的效果。

注漿加固；施工工藝；優化

順和煤礦是河南煤化永煤公司本部建設的第五對礦井，位于永城市城關鎮北20km，屬順和鎮管轄。設計年生產能力0.6Mt/a，服務年限38.7a，井田東西向長約10.7km，南北寬2.2～5.0km，面積約34.383 1km2，可采儲量為3 250.6萬噸。

-702m水平東翼軌道運輸大巷，為礦井永久性巷道，擔負著東翼采區掘進、回采時期通風、行人、管線敷設、材料及原煤運輸的任務。巷道主要布置在三煤組地層中，巖性主要以泥巖、砂質泥巖為主，局部為巖漿巖侵入體，巖石工程地質條件差。為防止巷道變形或底臌，需要對巷道壁后和底板進行注漿加固。

1 注漿加固機理[1]

巷道注漿加固就是利用水泥漿液在注漿泵壓力作用下，來充填和固結煤巖體中被破壞的或者是原有的裂隙面。可以對破碎煤巖體起到補強加固作用和充填密實作用，也可以將充填不到的封閉裂隙和空隙壓縮，從而對巖體整體起到壓實作用。

2 施工方案及優化

2.1 施工方法及參數優化

巷道注漿加固采取了幫頂部壁后注漿與底板淺層注漿同時進行的全巷道斷面注漿加固方式。幫頂部壁后注漿采用風動鑿巖機造孔，巷道底板采用氣動架柱式鉆機（簡稱地錨機）造孔。注漿采用氣動注漿泵注漿。

2.1 .1 底板孔布置及參數的優化

根據現場條件及施工經驗，改進了單純施工單一鉆孔（即深度相同）的注漿模式，采取深淺孔相結合的方式。在底板破碎嚴重地段，鉆進塌孔及底板止漿墊脆弱不承壓是造成施工效果不佳，施工進度緩慢的兩個主要原因。塌孔嚴重時不僅會發生卡鉆、埋鉆事故，而且影響注漿套管的埋設。底板破碎地段，止漿墊脆弱不耐壓常常會發生注漿達不到設計終壓，底板出現跑漿、底臌等現象。針對以上問題，我們采取了深淺孔相結合，分層次注漿的策略。先施工底板淺孔對淺部止漿墊進行加固，然后施工深孔以到預期底板加固效果。

淺孔排距為2.0m，每排3孔，成三花狀布置；淺孔采用鑿巖機施工：用Ф42mm鉆頭鉆進至孔深1.2～1.5m，下入Ф25mm孔口管0.6m后注漿。

深孔排距為2.5m，每排3孔與每排2孔交替布置，總體呈三花狀布置；采用地錨機施工：用Ф130mm鉆頭開孔2～3m，下入Ф108mm孔口管1～2m，用Ф75mm鉆頭鉆進至4m，第一次注漿并凝固24h后，透孔鉆進至8m（設計孔深）再進行二次注漿。

2.1 .2 幫頂孔布置及參數優化

幫頂部每2.5m一排，每排5孔,在巷道斷面上均勻布置。采用鑿巖機造孔，用Ф42mm鉆頭鉆進至孔深2.2m下入Ф25mm孔口管0.6m后一次注漿完成。

2.2 施工順序優化

2.2 .1 幫頂部壁后注漿按照順次先造孔后注漿的施工順序，經過實踐暴露了很多弊端。在注漿時有串漿、跑漿的現象發生，造成串漿孔報廢，注漿量減少，很難達到注漿設計終壓，影響加固效果。優化后的施工順序采用了隔排造孔、注漿的方案。即先施工單排孔（或雙排孔），單排孔（雙排孔）全部終孔或超前一定距離后再施工雙排孔（或單排孔）。

2.2 .2 底板孔施工，一是采取了深淺孔結合施工的方案，淺孔（1.5m）施工有效的在底板淺部形成了一層堅固的止漿墊。有效的止漿墊不僅僅為下一步深孔注漿打下了好的基礎，而且杜絕了開孔塌孔、卡鉆、埋鉆等問題，有效的提高了開孔下孔口管的效率和成功率。二是采取了隔排施工的順序。三是優化了注漿工序，在隔排施工的基礎上對施工工藝進行了優化。

2.3 底板孔施工工藝優化

在對底板加固注漿施工時，首先用地錨機開孔，下入孔口管后對奇數排孔（或偶數排孔）鉆進至4m后，進行第一次注漿并凝固24h以上后，再對雙排孔（或單排孔）一次性鉆進至8m（設計孔深）后進行注漿。雙排孔（或單排孔）凝固24h以上后，可以對單排孔（或雙排孔）透孔鉆進至8m（設計孔深）進行第二次注漿。優化的施工工藝以注漿效果為本，隔排造孔，有效的避免了地錨機施工對底板巖層的擾動。增加4m深處注漿的步驟，表面上是將施工工藝復雜化，但是在整個施工的效果和工時上都起到了重要的作用。

3 優化效果分析評價

注漿施工優化前后注漿量得到了有效的提高；節約了工時，極大提高了生產效率；注漿量的提高，一方面保證了加固效果，另一方面為相同或相近地質條件的礦井巷道注漿加固提供技術參考；工時的降低，功效的提高，抓住了巷道加固的最佳時機，節約了后期巷道支護及返修的成本。

4 結論

4.1 巷道注漿加固，有效的改善了巷道的承載力，提高了巷道的穩定性，是一種有效的二次支護技術。通過注漿有效的延長了巷道的維護返修周期，節約了成本。

4.2 施工優化是在實踐經驗積累基礎上的總結和思考，通過優化使得現有的施工工藝更適應現場的實際條件。

4.3 本文所述注漿工藝及優化在順和煤礦-702m水平東翼軌道運輸大巷注漿加固工程中得到了實踐，證明了其合理性及有效性，經過后期觀測，巷道變形得到了有效控制。在后期其他巷道的注漿加固施工中得動了推廣。

[1]黃德發，王宗敏，楊彬等.地層注漿堵水與加固施工技術[M].徐州：中國礦業大學出版社，2003：381-387.

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1003-5168(2014)03-0022-01