閆永林

（山西汾西礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，山西 介休 032300）

·技術(shù)經(jīng)驗(yàn)·

淺析注漿及O型支護(hù)在深部軟巖巷道中的應(yīng)用

閆永林

（山西汾西礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，山西 介休 032300）

針對軟巖巷道支護(hù)存在的問題，提出了O型支護(hù)及巷道壁后注漿的實(shí)施方案，此方案的實(shí)施使巷道支護(hù)受力均勻、穩(wěn)定，減少了巷道變形，并對巷道底板進(jìn)行了支護(hù)，有效控制了底鼓現(xiàn)象，確保煤礦安全生產(chǎn)。同時(shí)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

深部軟巖巷道；O型支護(hù)；壁后注漿；效果；應(yīng)用

1 新工藝概述

O型支護(hù)是一種廣泛應(yīng)用于煤礦井下巷道的支護(hù)方式，具有支護(hù)強(qiáng)度大、較高的初撐力、受力均勻等優(yōu)點(diǎn)，該支護(hù)工藝多被應(yīng)用在煤礦的主要巷道和軟巖地段。

注漿技術(shù)雖然在我國尚處于新興研究階段，但已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用于地鐵、隧道、井下巷道中，其主要作用是堵水、加固。提高圍巖的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性，充分發(fā)揮圍巖的自承能力，能有效阻止巷道圍巖變形。

2 理論依據(jù)及實(shí)施方案

2．1 O型支護(hù)

2．1．1 支護(hù)理論依據(jù)

1）O型支護(hù)具有較高的初撐力，能夠有效抑制軟巖的碎脹變形，其圓形斷面還能夠很好地控制底鼓。

2）O型支護(hù)能夠增強(qiáng)支護(hù)阻力，從而提高圍巖的殘余強(qiáng)度。

3）圓形支護(hù)剛度高、支護(hù)阻力恒定，能夠提高軟弱破碎圍巖的承載能力。

2．1．2 實(shí)施方案

1）根據(jù)巷道斷面大小，確定O型架的規(guī)格、尺寸。O型棚采用29#或36#U型鋼制作，每架6節(jié)，每節(jié)之間搭接長度400 mm，每個(gè)搭接處設(shè)兩道卡纜，卡纜間距為200 mm，每節(jié)設(shè)一道拉桿。

2）架設(shè)O型支護(hù)前，首先對巷道頂板、兩幫進(jìn)行錨網(wǎng)支護(hù)，然后拉底打底錨桿，最后架設(shè)O型拱。

3）O型拱架設(shè)步驟：施工時(shí)首先將底梁與兩根側(cè)梁用卡纜緊固好，然后再架設(shè)兩根腰梁，最后將頂梁與腰梁合嚴(yán)，使用卡纜鎖緊，上好拉桿后進(jìn)行調(diào)棚，調(diào)整完后將O型棚所有的拉桿、螺母全部進(jìn)行緊固牢靠。

4）O型拱排距可根據(jù)巷道圍巖特性自行調(diào)整，O型棚與圍巖空隙必須用棚板或勾木等材料勾嚴(yán)實(shí)，最后噴射混凝土封閉。

2．2 巷道壁后注漿

2．2．1 理論依據(jù)

1）注漿能夠增強(qiáng)巷道圍巖弱面的變形模量和強(qiáng)度，從而提高圍巖的自身承載能力。

2）漿液經(jīng)過擠壓可以使一些充填不到的裂隙閉合，降低巖體的孔隙率，使裂隙端部的應(yīng)力大大削弱或消失。充填效果見圖1。

3）注漿可補(bǔ)強(qiáng)加固，提高圍巖的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性，有效阻止巷道圍巖變形。

2．2．2 具體技術(shù)方案

1）注漿孔的布置和要求。注漿孔呈矩形布置，每孔安設(shè)一個(gè)錨注管，錨注管規(guī)格：d26．8 mm×3 000 mm。每一斷面布置7個(gè)注漿孔，排距2 400 mm；錨注管花眼孔不少于10個(gè)?？卓诩咏z外露50 mm，封口段長不小于200 mm。注漿鉆孔布置圖見圖2。

圖2 注漿鉆孔布置圖

2）設(shè)備選型。選用ZBY3／7．0-11注漿泵和配套的LJ-300攪拌機(jī)。該注漿泵為全液壓單、雙液兩用，可根據(jù)需要直接調(diào)式注漿壓力，其工作介質(zhì)為水、水泥漿、水玻璃等。底板鉆機(jī)選用ZQJJ-200／1．8氣動架柱式鉆機(jī)，頂錨鉆機(jī)選用MQS-120型風(fēng)動錨桿機(jī)，幫錨鉆機(jī)選用MQTB-80／2．3氣動支腿式幫錨機(jī)。

3）注漿壓力、材料的選擇。注漿終壓確定為2．0～3．0 MPa；注漿選用P·S 32．5普通礦用硅酸鹽水泥，水泥漿按0．8∶1的水灰比配制。

4）注漿管規(guī)格尺寸。由6分鋼管加工而成，注漿管的長度根據(jù)巷道松動圈范圍而定（每節(jié)鋼管長1 000 mm），螺扣長50mm。距螺扣1 000 mm處加工為凹凸段，用來纏繞生麻封孔。注漿管上的花眼不少于15個(gè)，眼距200 mm，管末端焊接錐型尖頭。

3 實(shí)施效果

3．1 O型支護(hù)

1）軟巖巷道中采用圓形斷面有利于提高圍巖的承載能力，改善支護(hù)效果。

2）O型拱支護(hù)對巷道底板進(jìn)行了支護(hù)，這是其它支護(hù)形式所不具備的，提高了整個(gè)巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力。

3．2 壁后注漿

1）該工藝使用的注漿管可以起到與錨桿同樣的作用，進(jìn)行二次加固支護(hù)，使巷道圍巖強(qiáng)度和支撐能力得到顯著的提高。

2）水泥漿液能有效填充圍巖裂隙，將松散的圍巖在水泥液的作用下形成板結(jié)塊，改變了圍巖的物理力學(xué)性能，減少了塑性變形，巷道收縮量明顯降低，有效地控制了圍巖的變形。

3）對巷道底板注射水泥漿，有效地控制了底鼓現(xiàn)象，提高了整個(gè)巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力。

4 社會、經(jīng)濟(jì)效益

4．1 經(jīng)濟(jì)效益

4．1．1 O型支護(hù)

O型支護(hù)的使用使巷道維修量減少，節(jié)約了成本，提高了安全系數(shù)。根據(jù)正令煤業(yè)推廣使用情況得知，按傳統(tǒng)支護(hù)工藝，正令煤業(yè)中央變電所和采區(qū)變電所每年最少維修一次（費(fèi)用1．5萬元／m），采用O型支護(hù)后（費(fèi)用3．5萬元／m）最少可以保持4年不用維修。該公司實(shí)施O型支護(hù)后每米巷道（按4年統(tǒng)計(jì)）可節(jié)約各種費(fèi)用2．5萬元，按主要硐室235 m計(jì)算，可取得直接經(jīng)濟(jì)效益587．5萬元。

4．1．2 壁后注漿

按照傳統(tǒng)支護(hù)工藝，巷道每年最少維修一次（費(fèi)用1．2萬元／m），采用注漿工藝支護(hù)后（增加0．79萬元／m），巷道可保持3年不用維修。每米巷道可節(jié)約各種費(fèi)用1．6萬元。按正令煤業(yè)3條主要巷道3 000 m計(jì)算，可取得直接經(jīng)濟(jì)效益4 800萬元。

4．2 社會效益

在產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，該項(xiàng)支護(hù)新工藝大大提高了礦井安全系數(shù)，減少了頂板事故的發(fā)生，改善了礦井安全環(huán)境，有利于安全生產(chǎn)。

5 推廣應(yīng)用情況及前景

近年來，隨著礦山開采條件的日益復(fù)雜，推廣O型支護(hù)技術(shù)，能夠有效控制巷道圍巖變形，降低頂板管理難度，改善礦山安全生產(chǎn)條件。

壁后注漿支護(hù)工藝能有效控制軟巖巷道的大面積冒頂和圍巖強(qiáng)烈變形，是一種科學(xué)合理的主動支護(hù)形式，隨著煤礦開采深度日益增加，該項(xiàng)工藝必將在煤礦開采中得到廣泛應(yīng)用。

［1］ 陳炎光，陸士良，侯朝炯，等．中國煤礦巷道圍巖控制［M］．徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1994：84-86．

［2］ 王衛(wèi)軍，侯朝炯．軟巖巷道支護(hù)參數(shù)優(yōu)化與工程實(shí)踐［J］．巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2000，19（5）：647-650．

［3］ 楊新安，陸士良．軟巖巷道錨注支護(hù)理論與技術(shù)的研究［J］．煤炭學(xué)報(bào)，1997，22（1）：32-36．

Discussion on the Application of Grouting and O Type Support in Deep Soft Rock Roadways

Yan Yong-lin

Aiming at the support problems of soft rock roadway，puts forward the implementation schemes that is type O support and backfill grouting．By using the implementation schemes，balanced the roadway stress，reduced the deformation of roadway，effectively controlled the floor heave，ensured the coalmine safety production．At the same time，it achieved good economic and social benefits，and has certain application value．

Deep soft rock roadways；O type support；Backfill grouting；Effect；Application

TD353

B

1672-0652（2013）12-0049-02

2013-10-26

閆永林（1970—），男，山西平遙人，2011年畢業(yè)于重慶大學(xué)，工程師，主要從事采礦技術(shù)研究與管理工作（E-mail）hyzfmkj＠sina．com