復雜地質條件下巷道頂板淋水綜合治理技術探討

史慶斌 李順

摘要：本文圍繞巷道揭露的地質構造及頂板淋水、滲水影響工程施工這一技術難題，針對巷道揭露的地質構造及頂板含水層綜合治理方案進行慎重研究與論證，通過識別地質構造而決定施工方法，實現了快速、安全、優質、高效施工，為類似圍巖條件下的井巷施工積累了經驗。

關鍵詞：巷道頂板含水層；綜合治理；超前釋放；全長錨固錨桿；注漿錨索；化學漿液

在井巷工程施工中遇到地質構造以及巷道頂板淋水是件最頭疼的事。它嚴重影響施工進度、支護質量、施工安全及工程維護工作。尤其遇到復雜的地質構造環境以及特殊水文地質的條件下，巷道掘進過程中揭露以及穿過多個地質構造，巷道出現淋水、滲水更難施工，以往一些傳統的工藝，往往受到現場施工條件和局限性的限制，無法滿足施工需要，達不到防治效果，因此，尋找一種確實可行的綜合治理方法，是施工中的技術工作重點。

一、頂板含水層綜合治理關鍵技術分析

巷道頂板含水層綜合治理方法是：采用探、放、疏、堵等方法，堅持“有掘必探、先探后掘”的施工原則。首先，施工超前探孔，打入頂板花崗巖含水層中，將大部分頂板水放出；其次，采用WG 抗腐蝕抗裂防水劑錨噴工藝，在巷道集中出水點預埋導水管，利用WG防水劑干粉搶噴10～20mm以縮小淋水面，再噴厚度150mm砼，形成對淋水整體性封閉層，并達到到巷道圍巖穩定，防水、防潮的效果；再次，滯后迎頭30m左右，采用全長錨固錨桿及注漿錨索防止支護鉆孔涌水技術；最后，采用化學漿液應用于巷道注漿及加固技術，有效地增加了巷道圍巖的自身強度及穩定性，進一步降低了巷道的涌水量。

（一）超前釋放鉆孔與錨索滯后相結合防水技術

在巷道幫部開鑿探放水硐室，采用SGZL-ID鉆機施工鉆孔，施工與巷道方向平行有傾角的超前鉆孔，以鉆孔直徑130mm鉆探15m后預埋10m直徑108mm止水套管，在止水套管內以鉆探直徑56mm的鉆頭繼續朝前鉆探，超前鉆探距離為100m，鉆探預埋止水套管，止水套管安裝高壓球閥，提前對巷道施工的前方含水層進行放水，以減少巷道施工頂板淋水。頂板巖石條件允許的情況下錨索滯后工作面20m，注漿錨索使用注漿材料為水泥漿，在工作面的后方與迎頭施工平行作業，以減少錨索導水導致迎頭施工困難。此方法適合工作面涌水水壓較大，直接注漿困難。

布置3個鉆孔，單孔打鉆深度100m。鉆孔參數見表1。

探水鉆孔超前鉆距和止水套管長度見表2。

（二）WG抗腐蝕抗裂防水劑錨噴技術

主要工藝與常規錨噴相同，首先，在巷道集中出水點預埋導水管，搶噴10～20mm厚的WG防水劑干粉以縮小淋水面，然后，再噴射150mm的混凝土，其配合比為水泥：黃砂：石子=1：2：2，同時添加水泥用量的10%WG防水劑，水灰比控制在0.5～0.56之間，可形成對淋水整體性封閉層，并達到穩定巷道圍巖及防水、防潮的效果。適用于巷道頂板大面積淋水。

優點：把巷道淋水集中導出；缺點：封閉性差。

（三）全長錨固錨桿及注漿錨索防止支護鉆孔涌水技術

巷道直接頂為花崗巖，巷道淋水主要通過原端頭支護的錨桿、錨索孔導出，將原設計錨桿端頭錨固變更為全長錨固，錨索變更為注漿錨索，采用樹脂藥卷端頭錨固其余部分采用注漿封堵。適用于圍巖穩定地帶。優點：有效的封堵小型裂隙以及裂隙水；缺點：施工困難，大型裂隙以及構造封堵型。

（四）化學漿液應用于巷道注漿堵水及裂隙充填與巷道加固技術

1.馬麗散E的性能

馬麗散E是一種低粘度，雙組份合成高分子聚亞膠脂材料，用高壓灌注進行加固時，樹脂和催化劑混合后進行反應，當它被高壓推擠，注入到煤巖層或混凝土裂縫（在高壓作用下可以使煤巖層的閉合裂隙張開），可沿煤巖層或混凝土裂縫延瞻直到將所有裂隙（包括肉眼難以覺察的裂隙及在高壓作用下重新張開的裂隙）充填滿，有效地增加巷道圍巖的自身強度，從而提高其穩定性。

2.注漿實施

（1）注漿孔位置。根據出水點分布及巷道斷面大小每排布置5個注漿孔。注漿孔的排間距為2000mm（根據現場實際情況及注漿擴散情況對孔深及注漿孔的間排距進行及時調整）。

（2）注漿孔參數?？咨?000mm，孔徑為42mm，垂直巷壁鉆孔。注漿鉆孔布置示意如圖2所示。

（3）鉆孔。使用鉆具按要求鉆孔，保證孔深、孔徑及鉆孔位置達到要求。

（4）封孔位置。封孔器在1.5m處進行封孔，根據現場注漿實際情況進行適當調整。

（5）注漿管路。封孔器里面接1m花管，中間接1個封孔器，外面接2m注射管，最后接一快接頭與注射槍連接注漿。注漿系統示意如圖3所示。

（6）注漿壓力的確定。 注漿壓力是推動漿液在含水層裂隙及溶洞內運動、擴散、充塞壓實的動力。是注漿參數中最重要的參數之一，設計正常壓力為4～5MPa，終壓<13MPa。

二、結論

通過對巷道地質構造的識別以及辨識，加強了工作人員的施工安全，以及施工人員對巷道支護方式的選擇。通過采取超前釋放鉆孔與錨索滯后相結合防水技術、WG 抗腐蝕抗裂防水劑錨噴工藝、全長錨固錨桿及注漿錨索防止支護鉆孔涌水技術及化學漿液應用于巷道注漿及加固技術，有效地解決了現有地質條件的所面臨的問題。

參考文獻：

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[2]車鴻煥.梁寶寺煤礦頂板砂巖裂隙水防治技術[J].華北科技學院學報，2007.