动压影响软煤巷道底板注浆加固技术研究.pdf

106 技术应用与研究 2020 ・ 18 当代化工研究 Modem Chemiad Remearch 动压影响软煤巷道底板注浆加固技术研究 *张文俊 （山西新元煤炭有限责任公司山西045400） 摘要针对新元公司南区大巷动压影响巷道顶底板变形大、扩帮返修效果不理想等问题，提出了采用联邦加固材料对两帮和底板进行注 浆加固，并对现场注浆后围岩变化情况进行了实时观测.观测结果表明南区集中胶带大巷底板采用注浆加固技术后，两帮移近量最大值 84mm,底板底鼓量最大值158mm,变化量符合设计要求，说明注浆加固有效控制了巷道底鼓. 关键词动压影响；注浆加固；围岩特性 中图分类号T 文献标识码A Study on Grouting Reinforcement Technology of Soft Coal Roadway Floor Influenced by Dynamic Pressure Zh a n g Wen jun Sh a n xi Xin y ua n Co a l Co ., Ltd ., Sh a n xi, 045400 Abstract Aiming at the problems that the dynamic pressure of the south main roadway ofXinyuan Company affects the deation of the roof and floor of the roadway, and the repair effect of the expansion is not ideal, a federal reinforcement material is proposed to reinforce the two sides and the floor by grouting, and the change ofsurrounding rock afterfield grouting is observed in real time. The observation results show that, after grouting reinforcement technology is adopted in the floor of concentrated belt roadway in the south area, the maximum amount of two sides approaching is 84 mm, and the maximum amount of floor heave is 158 mm, which meets the design requirements, indicating that grouting reinforcement can effectively control the floor heave of roadway. Key words dynamic pressure effects grouting reinforcements surrounding rock characteristics 1.现场概况 新元公司南区集中胶带大巷、南区集中回风大巷（西）、 南区集中回风大巷（东）、南区集中辅运大巷是3号煤4条永 久大巷，巷道顶板含有硬质中粒砂岩，导致两帮和底板需 要承受较大支撑力，受上覆岩层应力及煤层采动干扰，巷 道底板最大底鼓量为1200mm,左右两帮围岩最大移近量为 800mm,顶板存在局部碎裂，致使巷道安全性能严重下降， 影响设备及人员安全。为缓解该状况，结合3号煤巷道现 状，加固选用联邦加固I号料，经过勘察维修段为南区集中 胶带大巷634m区段，巷道布置见图1。 图］巷道布置图 HI 南区集中回风大巷（东） II71 南区當*辅运大巷 nr1 II II 南区集中胶带大巷 1 II II二1匚1 || 南区集中回风大巷（西） 7 II SZ J ■ 1 1 1 f 2.注浆方案 ⑴巷翔注浆 J280O h BOO 士 00 H 企 bi Z T\ vf ------------------------3000------------------------用、\ E 0 \ 扑 aw 索_____ 12 B B B B L7 -----------------------3ooo-----------------------0 12 /T\ /T\ /T\ /T\ C t7 B 500㊉ 11，㊉ cb 5㊉ ㊉ ① Y ㊉ ㊉ ㊉X 610 J0㊉ 图2注浆钻孔和补强锚索布置图 巷道左右帮予以注浆锚杆、锚索进行支护，注浆孔眼交 错成三花眼，参数值孔排距6m,上排孔距离底板1.1m,下 排孔距离底板1.2m,见图2。施工作业中，首先对巷帮破碎 情况进行核实，尽量与原锚杆、锚索位置错开。注浆后，待 浆液凝固方可进行锚索补强支护，锚索和注浆孔基本平行排 列，锚索间距离控制在0.8m。 ⑵底板锚注方案 ① 底板注浆锚杆 底板注浆钻孔设备选用气动锚杆钻机，孔径42mm, 孔深2000mm,孔轴向线与底板呈90。注浆锚杆选用椎 25mmX 5mmX 2000mm的中空锚杆。锚杆封孔段与射浆孔段长 度均为l OOOn mio每排锚杆注浆作业完成后，进行钢筋托梁连 接，钢筋规格为椎16mm,予以托盘和螺母进行紧固。 为避免锚杆漏出段对行走、运输造成干扰，在锚杆施工 部位进行切槽处理，参数为150mmX200mm,注浆压力达到4 〜6Mpa予以终止，具体以注浆部位破碎情况确定，注浆作业 结束后，覆盖巷道切槽。 ② 底板注浆锚索 底板注浆锚索选用中空锚索（椎22mmX8000mm, 直径22mm）,具体参数，排距3000mm,每排3根、孔深 8000mm.孔轴向线与底板呈90。底梁选择14槽钢或旧 钢轨，底梁设置三个锚索孔。为避免锚杆漏出段对行走、 运输造成干扰，须对巷道锚索布置区进行切槽，其参数为 300mm X 200n n n ,注浆作业完成后覆盖切槽。每根锚索注浆量 5L ,锚固长度控制在4000mm左右，注浆液选用联邦加固双液 浆，水灰质量比0.61,注浆结束24h后，方可实施张拉作 业，其预紧力不小于100kN 锚索固定可靠后，张拉施工前，将孔内填塞1.0m棉纱， 当代化工研究 I” Modem Chemical Research 丄 U /2020 ・ 18 技术应用与研究 然后进行封孔作业。 锚杆预紧作业前，首先填塞棉纱，其次安装止浆塞、托 盘、锚具，封孔装置外留约100mm；设置张拉千斤顶，启动 泵后实施首次张拉，直至止浆塞全部压入钻孔。进行封孔效 果验证，若密室度不足，可釆用合适的钢管或硬质塑料管进 行再次张拉，封孔密室后方可终止首次张拉作业；复位千斤 顶，启动泵实施二次张拉，直至压力表读数达到100RN,然 后卸下千斤顶。底板安注浆布置图，见图3。 图3南区集中胶带大巷底板注浆锚杆、锚索布置平面图 （单位mm） 底板注浆锚索结结构见图4。 图4底板注浆锚索布置剖面图 3. 现场施工 在南区集中胶带大巷此次注浆加固共布置注浆孔652 个。单孔干料注入最大值5t,单孔浆料注入最大值9t；干料 每孔均值0. 75t,浆料每孔均值1.35t；注入量均值为干料 0. 5t/m,浆料0. 9t/mo观察巷道溢出浆液凝固情况，浆液凝 固时间小于30min ,在煤帮形成有效的喷层，其结构密、硬 度大、浆液与散煤结合牢靠。受煤帮破碎影响，注浆作业 时，漏浆次数范围在5〜10次之间，通过间歇注浆，可得到 适度改善。漏浆造成注浆作业用时过长，单漏浆增多，间接 表明裂隙得到充分填充。为此，要保持良好心态，正视漏浆 情况，实施多次封堵；运用注浆锚杆（索）达到锚注合一， 全长锚固。较传统注浆施工工期大幅度缩短，效果显著。 4. 矿压观测及结论 在注浆后的巷道内布置表面位移观测点，观测巷道的 两帮移近量及底鼓量，分析联邦加固I号注浆材料的加固效 果。在南区集中胶带大巷布置6个测点，编号1-6,对6个测 点的帮部移近量和底鼓量进行统计，得到测点位置的两帮移 近量及底鼓量，见表1。 表1表面位移变形量统计表 序号帮部移近量/mm底鼓量/mm状态说明 1号 38117已趋于稳定 2号 84158已趋于稳定 3号 62139已趋于稳定 4号 4743已趋于稳定 5号 5242已趋于稳定 6号 5650已趋于稳定 由上表可知南区集中胶带大巷底板实施注浆加固作业 后，两帮移近量最大值84mm,底板底鼓量最大值158mm,变 化量符合设计要求，说明注浆加固有效优化了围岩特性，控 制了巷道底鼓。 【参考文献】 ⑴柏建彪，侯朝炯.空巷顶板稳定性原理及支护技术研究[J]. 煤炭学报,2005, 30 18-11. ⑵樊少武，蔡美峰,张万超.高冒采空区上方巷道注浆和锚注 加固实践[J].煤炭科学技术,2005, 33 7 20-22. 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