破碎软岩巷道注浆加固技术在香山矿探究和应用.doc

破碎软岩巷道注浆加固技术在香山矿探究和应用 　　摘要：本文以平煤香山矿-450丁组专回下山碰到的松软破碎煤岩为对象，根据地质资料和现场勘查情况，采用理论与试验相结合的方法进行估算；通过采用改性普通硅酸盐水泥和高强高性能超细普 通硅酸盐水泥基注浆材料，并运用先进的施工技术，对平煤香山矿-450专回上山的破碎松软煤岩进行注浆加固，使其达到预期效果。 关键词：破碎软岩 注浆加固 井巷工程 1 工程概况 香山矿-450丁组专回下山永久性巷道是处于担负丁组采区回风的考虑设计而成的，服务年限到丁戊组采区丁组采面回采结束为止。这条巷道布设在地质状况良好的丁戊组采区保安煤柱内，开口标高和终点标高设计分别为-447.946m、-405.515m，坡度设计为13°，顶板依次是灰色泥岩及砂质泥岩，上部夹薄煤层，灰色细至中粒砂岩，底板依次为灰色泥岩、砂质泥岩、灰色上部细砂岩，粉砂岩，下部砂质泥岩。-450丁组皮带下山地质条件与-450丁组专回上山相似。香山矿-450丁组专回下山为矩形断面，净宽×净高=3600×2400mm，S掘=8.96m2，S净=7.68m2；水沟掘进断面0.15m2，支护形式为锚、网、梁、索、喷支护，锚杆直径20mm，长度2000mm，顶板锚杆间排距850×850mm、帮部锚杆间排距700×850mm，锚索直径17.8mm，长度7000mm，单排布置，间距1800mm，钢筋梯梁用φ12钢筋加工而成，只支护顶板，喷浆配比1：2：2；砼强度不低于150#。由于成巷后顶板出现破碎冒落，压力显现明显，破碎围岩形成大量网兜。为加强围岩稳定性，巷道支护在采用锚网喷加钢筋梯梁、锚索联合支护系统基础上，对巷道极破碎的围岩进行注浆加固，有效改善巷道围岩条件，形成可靠的锚固结构，是确保矿井安全生产的基础。 2 巷道注浆加固机理 破碎软煤岩巷道本身由于松软破碎，再加上矿山压力的周期来压作用，原有的围岩弱面纵深拓展，同时产生新的裂隙，围岩状态不佳，除了有膨胀、松动、破碎以及较大的变形以外，来压强烈，而且流变时间长。工程队考虑通过改善围岩结构和支护形式来提高围岩性能。对于破碎煤体、高应力区域，在普通支护手段基础上采取加强支护，以提高维护质量。以注浆加固的形式优化巷道围岩结构，提高围岩强度，是通过实践探索出的改善破碎软岩巷道支撑性能的有效策略。围岩注浆加固是将混凝土浆液注入围岩弱面，使弱面充填体与四周岩体重新胶结形成整体，以优化围岩结构，改善其力学性能，从而提高岩体的整体强度。目前这种注浆加固方式已广泛应用在围岩巷道施工中，应用效果在工程实践中得到了充分验证。通过对破碎软煤岩巷道进行注浆加固，提供合理的支护阻力，适应围岩变形，有效保持围岩稳定。 3 施工方案 3.1 注浆孔布置 注浆孔布置形式：先对两帮顶底角进行加固，预留2.0m×1.5m间排距，垂直顶板布置两排注浆孔，预留1.6m×1.5m的间排距，顶、底角钻孔向上、下倾斜30°，钻孔呈三花状错开布置，每个断面布设的钻孔数量为4个；注浆孔用风钻打眼，孔深3m，孔径设计为φ45mm。 3.2 注浆材料 分别采用了普通硅酸盐水泥基注浆材料和超细普通硅酸盐水泥基注浆材料。普通硅酸盐水泥基注浆材料浆液组成：为PC 42.5水泥基注浆材料，配以专用注浆外加剂膨胀剂和减水剂。外加剂为膨胀剂和高效奈系减水剂的混合物，两者比例为6：1，外加剂按水泥用量的0.5～1%掺加。注浆时采用单液注浆。水灰比采用0.5～0.8。超细普通硅酸盐水泥基注浆材料浆液组成：为超细 PC 42.5水泥基注浆材料，配以专用外加剂。外加剂按水泥用量的0.5～0.8%掺加。注浆时也采用单液注浆。水灰比采用0.5～1.0。 3.3 注浆工艺 采用气动双液注浆泵注浆。用水泥加速凝剂封孔，将注浆管插入孔洞后封堵孔口，封孔长度为0.4m。注浆时，为防止喷层开裂，必须将注浆压力控制在2.0～3.0MPa，且注浆扩散半径不超过2.0 m，每米巷道注浆量不宜超过2t，初期支护完成后再开始注浆时间，围岩变形问题是难免的，轻度变形基本不会破坏围岩结构，可在高应力充分释放后再注浆加固，具体根据围岩变形监测结果确定。根据地质状况、现场环境确定注浆顺序应该从底板向上间隔跳跃注浆。现实条件下，可通过深浅孔配合注浆形式整体加固破碎煤岩；对于裂隙发育，存在跑浆、冒浆风险的岩体，可先进行浅部注浆，形成“止浆墙”，然后深部注浆，确保深部浆液扩散范围和注浆压力。 3.4 施工工艺 ①根据设计要求的施工顺序和参数信息，在指定的位置打注浆孔；连接注浆泵压风和注浆管路，开压风运转注浆泵；搅拌机开机试运行，检查其运行性能；现场运输车队负责把注浆材料运至搅拌机附近。②注浆泵每次发动设备前，都要查看本机油箱中液压油液位是