復(fù)雜條件下高應(yīng)力井巷及硐室維修方法

摘要：在復(fù)雜條件下，為了提高高應(yīng)力井巷及硐室的承載性能，本文通過分析維修方案，闡述注漿技術(shù)，同時(shí)提出相應(yīng)的注漿工藝，進(jìn)而為維修高應(yīng)力井巷及硐室提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：井巷 硐室 錨固

1 概況

朝川礦三井東西大巷、井底變電所、泵房、炸藥庫等巷道受周圍小煤礦越界采動(dòng)及圍巖松軟松動(dòng)壓力影響，圍巖變形劇烈，巷道底鼓、頂板下沉、巷道變窄、噴層開裂，脫落，斷面縮小，嚴(yán)重影響安全使用，經(jīng)過對圍巖塑性區(qū)進(jìn)行多次反復(fù)擴(kuò)修其規(guī)模不斷擴(kuò)大，進(jìn)一步出現(xiàn)錨桿松動(dòng)脫落、支架嚴(yán)重變形的現(xiàn)象，在支護(hù)阻力方面達(dá)不到相應(yīng)的要求。為了提高圍巖本身的承載性能，通過先采用錨噴進(jìn)行擴(kuò)修，然后采用注漿加固技術(shù)，進(jìn)而在一定程度上解決巷道圍巖巖性，以及整體性差的問題。

2 高應(yīng)力井巷及硐室維修方案

對三井東西大巷、井底變電所、泵房、炸藥庫等巷道，先采用錨桿錨噴進(jìn)行擴(kuò)修，后注漿加固的技術(shù)方案。

3 錨桿錨索錨噴支護(hù)

采用？覫20×2200螺紋鋼錨桿，Z2333型錨固劑，錨桿間排距0.7m，每個(gè)錨桿用2-3卷錨固劑。錨索采用？覫17.8×8300低松弛鋼鉸線，每根錨索外露長度不大于350mm，每個(gè)錨索用5-6卷錨固劑，錨索間排距2m，五花型布置，用錨索機(jī)打錨桿孔和錨索孔。噴漿厚度100mm，噴漿水泥為525#，中砂，？覫1-3mm的石子，噴漿物料配合比：水泥：砂：石子=1：2：2。

4 注漿技術(shù)

巷道錨桿錨索錨噴支護(hù)完后，開始進(jìn)行注漿。

4.1 注漿支護(hù)原理

對于巷道圍巖來說，在對其進(jìn)行注漿加固的過程中，支護(hù)原理包括：①提高巖體強(qiáng)度，進(jìn)而在一定程度上提高弱面的力學(xué)性能；②形成承載結(jié)構(gòu)，對破碎松散的巖體進(jìn)行注漿加固處理，進(jìn)一步對破碎巖塊進(jìn)行膠結(jié)處理，進(jìn)而在一定程度上發(fā)揮圍巖的自穩(wěn)能力；③改善圍巖的賦存環(huán)境。

4.2 注漿材料及結(jié)構(gòu)

對于注漿材料的選擇來說，在注漿技術(shù)中是一個(gè)重要的組成部分，其注漿效果在一定程度上受到漿液的可注性、力學(xué)性能等因素的影響和制約。在這種情況下，通過選擇科學(xué)合理的注漿材料，進(jìn)而為巷道注漿加固的順利奠定基礎(chǔ)。通常情況下，根據(jù)下列原則，選擇相應(yīng)的注漿材料：①對于漿液來說，一方面流動(dòng)性要好，另一方面凝固時(shí)間可以調(diào)節(jié)；②具有較強(qiáng)的膠結(jié)性，以及較高的凝結(jié)體強(qiáng)度；③注漿材料價(jià)格低廉，不污染環(huán)境。在實(shí)際的注漿過程中，根據(jù)該礦圍巖情況，以及實(shí)際的經(jīng)濟(jì)水平，選擇水泥漿液進(jìn)行注漿。

注漿桿采用Φ25mm鋼管加工，1.2m長， 里段0.6m鉆成注漿孔（4-8個(gè)，直徑3mm，均勻布置）用于注漿，中間0.4m加工成“馬牙扣”使用線繩或海帶纏緊，使用手錘砸緊，外露0.2m加工絲扣，安裝閥門，可以進(jìn)行關(guān)閉保證不漏漿。

4.3 注漿設(shè)備

采用YT28風(fēng)鉆打眼，鉆頭使用直徑43mm鉆頭，用鎮(zhèn)江寶城注漿設(shè)備有限公司生產(chǎn)的2ZBSB8-1.1/6-22（原型號(hào)ZBSB-148～23/6-18.5）注漿泵進(jìn)行注漿。

4.4 封孔器和注漿管

封孔器和注漿管使用Φ25mm鋼管加工，1.2m長， 里段0.6m鉆成孔（4-8個(gè)，直徑3mm）用于注漿，中間0.4m加工成“馬牙扣”使用線繩或海帶纏緊，使用手錘砸緊密封確保不漏漿，外端0.2m加工絲扣，安裝閥門，注漿時(shí)可以進(jìn)行關(guān)閉和打開。

4.5 注漿技術(shù)參數(shù)

①確定注漿孔深及間排距。巷道圍巖的滲透性及漿液的流動(dòng)性在一定程度上決定著注漿孔的深度。通常情況下，水泥類漿液主要適用于張開度超過0.2mm的裂隙，也就是圍巖裂隙比較發(fā)育的范圍內(nèi)，注漿才能有效，所以，設(shè)計(jì)注漿孔深度一般在2～4m，注漿孔間排距控制在2-3m，漿液擴(kuò)散距離為3-5m。

②漿液比例的確定。其水灰比0.7左右效果較好。為保證漿液質(zhì)量，水泥為42.5#水泥。采用人工攪拌，或者用風(fēng)動(dòng)煤鉆配鉆桿（端部焊接長度400-500mm的Φ20mm的鋼筋）進(jìn)行攪拌。

③確定注漿壓力。在注漿過程中，所謂注漿壓力通常情況下是指漿液在圍巖中進(jìn)行擴(kuò)散的動(dòng)力。注漿質(zhì)量和注漿效果在一定程度上受到注漿壓力的影響和制約。受地層條件、注漿方式等因素的影響，通常情況下將注漿壓力控制在3MPa。

④確定注漿量。對于圍巖來說，由于在裂隙發(fā)育、圍巖巖性等方面存在一定差異，使得圍巖在吸漿量上存在較大的差異。在這種情況下，需要根據(jù)自身積累的注漿經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)結(jié)合圍巖的實(shí)際情況，進(jìn)而在注漿過程中，本著加固圍巖，節(jié)約注漿材料，以及注漿時(shí)間的原則，進(jìn)而在一定程度上確定每孔的注漿量。

⑤確定注漿時(shí)間。在注漿過程中，為了進(jìn)一步控制漿液的擴(kuò)散范圍，在一定程度上防止發(fā)生跑漏漿現(xiàn)象。所以，在注漿過程中，一方面對注漿壓力、注漿量等進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂疲硪环矫嫘枰刂谱{時(shí)間。

⑥注漿孔排距3m，間距1.5m，孔深2.5-4m，

5 注漿施工工藝過程

根據(jù)相應(yīng)的注漿要求，在進(jìn)行注漿操作前，通常情況下需要連接注漿設(shè)備和管路，同時(shí)將接頭連接牢固，在確認(rèn)系統(tǒng)連接的準(zhǔn)確性、安全性之后，才可以進(jìn)行注漿。

①對于注漿泵站來說，需要結(jié)合實(shí)際的注漿要求，通常情況下需要將其設(shè)置在大巷的合理位置，同時(shí)采取適當(dāng)?shù)拇胧乐褂绊懮a(chǎn)運(yùn)輸?shù)捻樌M(jìn)行。

②連接好注漿系統(tǒng)的管路設(shè)備后，需要檢查注漿泵，通常情況下采用水進(jìn)行試壓檢測，進(jìn)而在一定程度上確保系統(tǒng)的正常性，以及管路連接的可靠性。

③在對大巷進(jìn)行注漿的過程中，需要按照施工要求，配備相應(yīng)的人員，明確分工，聽從現(xiàn)場負(fù)責(zé)人的統(tǒng)一指揮。

④人工配置、攪拌漿液一般在配漿桶中進(jìn)行。漿液水灰比控制在0.5，攪拌均勻后經(jīng)過相應(yīng)的處理，制成單液水泥漿。

⑤完成巷道注漿后，需要擰開注漿泵卸壓閥，進(jìn)一步確保安全性。卸壓后，從注漿管上卸下注漿泵膠管，同時(shí)將其連接到下一個(gè)裝有截止閥的注漿鋼管上，對下一個(gè)孔進(jìn)行注漿。

⑥在巷道注漿過程中，需要對注漿參數(shù)的變化情況進(jìn)行隨時(shí)觀察和記錄，建立錨桿編號(hào)檔案，以便對其進(jìn)行分析。

⑦每次安排1個(gè)錨桿注漿，按照由下向上、先注巷道兩幫后注頂板的順序進(jìn)行注漿。

⑧為了防止堵塞，每班在完成注漿操作后，需要用清水沖洗管路和注漿泵。

⑨對注漿泵進(jìn)行換檔時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行停泵后，再換檔，避免損壞齒輪。

6 結(jié)論

①從三井東西大巷、井底變電所、泵房、炸藥庫等巷道注漿加固效果來看，通過注漿在一定程度上提高淺部巖體的圍巖強(qiáng)度，同時(shí)形成了相應(yīng)的承載結(jié)構(gòu)， 圍巖變形的程度得到有效的降低。

②注漿技術(shù)的關(guān)鍵因數(shù)。通常情況下，在注漿過程中，注漿壓力、注漿時(shí)間與漿液擴(kuò)散的范圍之間互相影響，需要根據(jù)圍巖的破碎情況進(jìn)行靈活而定，同時(shí)選擇合理的參數(shù)。

③在加固破碎圍巖巷道的過程中，綜合利用錨桿錨索噴漿注漿加固技術(shù)。實(shí)踐證明是目前治理煤礦類似條件巷道比較有效的方法。

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