注漿技術(shù)在礦井巷道支護(hù)加固中的應(yīng)用研究

張超凡

摘要：在我國當(dāng)今的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭作為最主要的消費(fèi)能源，其在能源整體的消費(fèi)比例中所占的比重雖然有所下降，但整體的需求量依然居高不下。人們對煤炭資源的開采量也在逐年增加，但是在開采煤炭的生產(chǎn)活動中，礦井巷道的不穩(wěn)定性是威脅煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)的重要隱患。因此，對礦井巷道實(shí)施支護(hù)加固就顯得尤為重要，注漿加固技術(shù)是現(xiàn)階段煤礦企業(yè)普遍采用的巷道加固手段，本文擬就這一技術(shù)在加固礦井巷道中的實(shí)際運(yùn)用加以探究，不妥之處敬請方家指正。

關(guān)鍵詞：礦井巷道；加固；注漿加固

受我國復(fù)雜地質(zhì)條件的影響，我國的多數(shù)煤礦也存在地質(zhì)條件復(fù)雜造成的開采困難問題，礦井巷道的不穩(wěn)定性就是其中的顯著代表。它的主要表現(xiàn)形式為巷道的塌陷、冒頂及透水等問題，這些現(xiàn)象在斷層地帶尤為突出。因此，注漿加固技術(shù)就成為解決巷道不穩(wěn)定問題的有效手段。

一、注漿技術(shù)在礦井巷道支護(hù)加固中的運(yùn)用價(jià)值

（一）注漿加固技術(shù)的優(yōu)越性

一般情況下，并不是單獨(dú)使用注漿加固技術(shù)來進(jìn)行巷道的加固，而是將它與外拉錨技術(shù)相互配合起來使用。這兩者的結(jié)合使用，不僅能有效增強(qiáng)錨桿的加固功能，而且還可以大大提高拉錨點(diǎn)在連接性能方面的功效，二者相輔相成，能夠最大限度的發(fā)揮出它們加固巷道的作用。不僅如此，注漿加固技術(shù)還能夠有效增強(qiáng)巷道周圍巖石的穩(wěn)定性，強(qiáng)化巖石的支撐力和強(qiáng)度，有效提高圍巖的應(yīng)力圈功能。

（二）注漿技術(shù)在巷道加固中的實(shí)際作用

一般情況下，巷道的塌陷、冒頂?shù)痊F(xiàn)象往往發(fā)生在巖石破碎的地帶、地質(zhì)斷層區(qū)域。這些地帶的巖石破碎嚴(yán)重，它們所能承受的結(jié)構(gòu)應(yīng)力比較大，因此，它們成為安全生產(chǎn)事故比較頻發(fā)的區(qū)域。運(yùn)用注漿技術(shù)進(jìn)行巷道加固的科學(xué)機(jī)理是指，通過注漿技術(shù)對巷道周圍的巖壁進(jìn)行加固處理，使圍巖的抗壓性能與抗彎性能得到有效提升，使得圍巖對變形的控制能力以及整體穩(wěn)固性能得以大幅提升。對圍巖進(jìn)行注漿后，之前巷道周圍巖石之間的空隙、裂縫被填充，圍巖的整體性和穩(wěn)固性得到可靠保障；繼而也使得之前已經(jīng)存在的巖石縫隙不再繼續(xù)擴(kuò)展，圍巖的強(qiáng)度也得到顯著提高。

注漿加固技術(shù)可以使巷道深層巖石的承載能力與受力特征得到明顯的提高，防止淺層圍巖的承載力度降低，從而有效改變巷道的實(shí)際物理狀況，增強(qiáng)巷道的穩(wěn)固性。除此之外，注漿加固后的圍巖應(yīng)力集中性被有效減少，淺部圍巖的承載力得到有效提高，這也使巷道發(fā)生變形的概率被大大降低。

二、實(shí)施注漿加固技術(shù)的可行性分析

在對巷道圍巖進(jìn)行加固的過程中還需注意注漿加固技術(shù)的適應(yīng)性范圍，并不是所有的巷道塌陷、冒頂?shù)认锏啦环€(wěn)問題都能使用注漿技術(shù)來解決。論證注漿技術(shù)能否可用的科學(xué)依據(jù)是指，在單位漿液的壓力之下，被注漿巖體單位體積的注漿量能否達(dá)到加固效果。如果巷道不能滿足這一條件要求，那么就不能進(jìn)行注漿加固施工，否則即使進(jìn)行注漿后的巷道也難以產(chǎn)生穩(wěn)定的效果。針對巷道圍巖裂縫比較大的狀況，就要考慮到裂縫的長寬對注漿效果的影響，這樣一來，針對不同圍巖的注漿量就會存在明顯差異。因此，在對巷道圍巖進(jìn)行加固的過程中要充分考慮圍巖裂縫的性質(zhì)問題，針對不同的狀況做出最優(yōu)的注漿加固計(jì)劃。

三、注漿參數(shù)與注漿材料

（一）注漿工作前的技術(shù)參數(shù)分析

在對礦井巷道進(jìn)行注漿加護(hù)施工以前，需要結(jié)合巷道的具體地質(zhì)情況來選擇和設(shè)計(jì)相應(yīng)注漿孔的深度和位置，測量與設(shè)計(jì)注漿孔的主要工具是聲波測試儀器。對巷道圍巖進(jìn)行深層注漿時(shí)，所設(shè)計(jì)的注漿孔深度要合適，注孔要能夠讓巷道外的松動圍巖在被注漿后能夠起到有效的加固和保護(hù)圍巖的作用；另外，還要使注漿孔不會出現(xiàn)漏漿和爆漿現(xiàn)象，這就要求對注漿時(shí)漿液的濃度和注漿的力度要把握恰當(dāng)。

（二）注漿材料的選取

有了可靠的注漿孔參數(shù)，對注漿材料的選擇也同樣至關(guān)重要。注漿材料要求能夠有效調(diào)節(jié)它的凝結(jié)時(shí)間以及單雙液注漿，對于注漿的輔助配料應(yīng)以選擇固膠和水玻璃為宜，另外，還要結(jié)合礦井巷道的具體地質(zhì)狀況來確定主料和配料的搭配比例。對于注漿材料的選擇上一定要嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān)，確保注進(jìn)圍巖的漿液是高質(zhì)量的合格產(chǎn)品。在完成注漿液的配置后還應(yīng)當(dāng)對其凝固時(shí)間及其凝固后的強(qiáng)度進(jìn)行檢測，直到注漿材料的質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求后才能進(jìn)入礦井巷道進(jìn)行注漿施工。只有這樣才能有效發(fā)揮出注漿加固技術(shù)的真實(shí)作用，增強(qiáng)巷道的穩(wěn)固性。

四、注漿施工前的準(zhǔn)備工作與設(shè)備選擇

（一）注漿施工前的準(zhǔn)備工作

在深入礦井巷道進(jìn)行注漿施工之前，應(yīng)當(dāng)完成以下的幾點(diǎn)準(zhǔn)備工作。首先要對危害施工的錨固桿進(jìn)行清除，而代之以臨時(shí)性的支撐桿發(fā)揮其支撐作用。在運(yùn)用鉆機(jī)完成鉆孔后，開始對巷道深層的圍巖進(jìn)行注漿。另外，還要依據(jù)好的規(guī)模來設(shè)計(jì)斷面的規(guī)模，并借助于外拉錨技術(shù)進(jìn)行加固施工，徹底完成對巷道的注漿加固。

（二）注漿設(shè)備的選擇

在進(jìn)行注漿加固施工的過程中，需要應(yīng)用的注漿設(shè)備有很多，但主要是以下幾個(gè)：鉆孔機(jī)、測量儀及攪拌機(jī)等，進(jìn)行注漿加固的設(shè)備需要結(jié)合注漿孔的規(guī)格來進(jìn)行確定，尤其需要注意的是鉆孔機(jī)的選擇，它是決定注漿工作成敗的關(guān)鍵所在。

五、注漿加固效果檢測

在注漿工作完成后，還要對其加固效果進(jìn)行檢測才能得知注漿加固工作的質(zhì)量如何。進(jìn)行注漿質(zhì)量檢測的方法主要是把動態(tài)觀測儀放置在巷道內(nèi)頂部，將儀器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。當(dāng)巷道內(nèi)部的壓力在正常區(qū)間內(nèi)，則證明注漿的效果達(dá)到設(shè)計(jì)要求。而對于外拉錨的應(yīng)力檢測，則需要依據(jù)壓力機(jī)對外拉錨的拉力進(jìn)行檢測，從而使其發(fā)揮出最好的效果。

六、結(jié)語

綜上所述，注漿加固技術(shù)是目前解決巷道穩(wěn)固性問題的有效措施，尤其是在解決跨度較大、大斷層的巷道不穩(wěn)固時(shí)作用更為顯著。在處理一些破碎地帶、地質(zhì)斷層等地段的巷道修復(fù)問題時(shí)，注漿加固技術(shù)更是首選方式。但在實(shí)施注漿加固的過程中還要注意分析具體的地質(zhì)條件、選擇合適的施工手段和施工材料等。只有做到這些才能保證注漿加固工作發(fā)揮出它應(yīng)有的功效。

參考文獻(xiàn)

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