白大軍 王鵬

（河南煤化集團(tuán)永煤公司順和煤礦，河南 永城 476600）

順和煤礦巷道注漿加固施工工藝優(yōu)化

白大軍 王鵬

（河南煤化集團(tuán)永煤公司順和煤礦，河南 永城 476600）

本文根據(jù)順和煤礦高應(yīng)力軟巖特性,介紹了該礦-702m水平東翼軌道運(yùn)輸大巷采用注漿加固技術(shù)對(duì)巷道進(jìn)行加固。通過(guò)施工經(jīng)驗(yàn)的積累對(duì)底板注漿和壁后注漿施工工藝進(jìn)行了優(yōu)化。優(yōu)化后的施工工藝不僅有效的起到了保持巷道穩(wěn)定性的作用，而且節(jié)約了人力、物力,取得了良好的效果。

注漿加固；施工工藝；優(yōu)化

順和煤礦是河南煤化永煤公司本部建設(shè)的第五對(duì)礦井，位于永城市城關(guān)鎮(zhèn)北20km，屬順和鎮(zhèn)管轄。設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力0.6Mt/a，服務(wù)年限38.7a，井田東西向長(zhǎng)約10.7km，南北寬2.2～5.0km，面積約34.383 1km2，可采儲(chǔ)量為3 250.6萬(wàn)噸。

-702m水平東翼軌道運(yùn)輸大巷，為礦井永久性巷道，擔(dān)負(fù)著東翼采區(qū)掘進(jìn)、回采時(shí)期通風(fēng)、行人、管線敷設(shè)、材料及原煤運(yùn)輸?shù)娜蝿?wù)。巷道主要布置在三煤組地層中，巖性主要以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，局部為巖漿巖侵入體，巖石工程地質(zhì)條件差。為防止巷道變形或底臌，需要對(duì)巷道壁后和底板進(jìn)行注漿加固。

1 注漿加固機(jī)理[1]

巷道注漿加固就是利用水泥漿液在注漿泵壓力作用下，來(lái)充填和固結(jié)煤巖體中被破壞的或者是原有的裂隙面。可以對(duì)破碎煤巖體起到補(bǔ)強(qiáng)加固作用和充填密實(shí)作用，也可以將充填不到的封閉裂隙和空隙壓縮，從而對(duì)巖體整體起到壓實(shí)作用。

2 施工方案及優(yōu)化

2.1 施工方法及參數(shù)優(yōu)化

巷道注漿加固采取了幫頂部壁后注漿與底板淺層注漿同時(shí)進(jìn)行的全巷道斷面注漿加固方式。幫頂部壁后注漿采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)造孔，巷道底板采用氣動(dòng)架柱式鉆機(jī)（簡(jiǎn)稱地錨機(jī)）造孔。注漿采用氣動(dòng)注漿泵注漿。

2.1 .1 底板孔布置及參數(shù)的優(yōu)化

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件及施工經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)了單純施工單一鉆孔（即深度相同）的注漿模式，采取深淺孔相結(jié)合的方式。在底板破碎嚴(yán)重地段，鉆進(jìn)塌孔及底板止?jié){墊脆弱不承壓是造成施工效果不佳，施工進(jìn)度緩慢的兩個(gè)主要原因。塌孔嚴(yán)重時(shí)不僅會(huì)發(fā)生卡鉆、埋鉆事故，而且影響注漿套管的埋設(shè)。底板破碎地段，止?jié){墊脆弱不耐壓常常會(huì)發(fā)生注漿達(dá)不到設(shè)計(jì)終壓，底板出現(xiàn)跑漿、底臌等現(xiàn)象。針對(duì)以上問(wèn)題，我們采取了深淺孔相結(jié)合，分層次注漿的策略。先施工底板淺孔對(duì)淺部止?jié){墊進(jìn)行加固，然后施工深孔以到預(yù)期底板加固效果。

淺孔排距為2.0m，每排3孔，成三花狀布置；淺孔采用鑿巖機(jī)施工：用Ф42mm鉆頭鉆進(jìn)至孔深1.2～1.5m，下入Ф25mm孔口管0.6m后注漿。

深孔排距為2.5m，每排3孔與每排2孔交替布置，總體呈三花狀布置；采用地錨機(jī)施工：用Ф130mm鉆頭開孔2～3m，下入Ф108mm孔口管1～2m，用Ф75mm鉆頭鉆進(jìn)至4m，第一次注漿并凝固24h后，透孔鉆進(jìn)至8m（設(shè)計(jì)孔深）再進(jìn)行二次注漿。

2.1 .2 幫頂孔布置及參數(shù)優(yōu)化

幫頂部每2.5m一排，每排5孔,在巷道斷面上均勻布置。采用鑿巖機(jī)造孔，用Ф42mm鉆頭鉆進(jìn)至孔深2.2m下入Ф25mm孔口管0.6m后一次注漿完成。

2.2 施工順序優(yōu)化

2.2 .1 幫頂部壁后注漿按照順次先造孔后注漿的施工順序，經(jīng)過(guò)實(shí)踐暴露了很多弊端。在注漿時(shí)有串漿、跑漿的現(xiàn)象發(fā)生，造成串漿孔報(bào)廢，注漿量減少，很難達(dá)到注漿設(shè)計(jì)終壓，影響加固效果。優(yōu)化后的施工順序采用了隔排造孔、注漿的方案。即先施工單排孔（或雙排孔），單排孔（雙排孔）全部終孔或超前一定距離后再施工雙排孔（或單排孔）。

2.2 .2 底板孔施工，一是采取了深淺孔結(jié)合施工的方案，淺孔（1.5m）施工有效的在底板淺部形成了一層堅(jiān)固的止?jié){墊。有效的止?jié){墊不僅僅為下一步深孔注漿打下了好的基礎(chǔ)，而且杜絕了開孔塌孔、卡鉆、埋鉆等問(wèn)題，有效的提高了開孔下孔口管的效率和成功率。二是采取了隔排施工的順序。三是優(yōu)化了注漿工序，在隔排施工的基礎(chǔ)上對(duì)施工工藝進(jìn)行了優(yōu)化。

2.3 底板孔施工工藝優(yōu)化

在對(duì)底板加固注漿施工時(shí)，首先用地錨機(jī)開孔，下入孔口管后對(duì)奇數(shù)排孔（或偶數(shù)排孔）鉆進(jìn)至4m后，進(jìn)行第一次注漿并凝固24h以上后，再對(duì)雙排孔（或單排孔）一次性鉆進(jìn)至8m（設(shè)計(jì)孔深）后進(jìn)行注漿。雙排孔（或單排孔）凝固24h以上后，可以對(duì)單排孔（或雙排孔）透孔鉆進(jìn)至8m（設(shè)計(jì)孔深）進(jìn)行第二次注漿。優(yōu)化的施工工藝以注漿效果為本，隔排造孔，有效的避免了地錨機(jī)施工對(duì)底板巖層的擾動(dòng)。增加4m深處注漿的步驟，表面上是將施工工藝復(fù)雜化，但是在整個(gè)施工的效果和工時(shí)上都起到了重要的作用。

3 優(yōu)化效果分析評(píng)價(jià)

注漿施工優(yōu)化前后注漿量得到了有效的提高；節(jié)約了工時(shí)，極大提高了生產(chǎn)效率；注漿量的提高，一方面保證了加固效果，另一方面為相同或相近地質(zhì)條件的礦井巷道注漿加固提供技術(shù)參考；工時(shí)的降低，功效的提高，抓住了巷道加固的最佳時(shí)機(jī)，節(jié)約了后期巷道支護(hù)及返修的成本。

4 結(jié)論

4.1 巷道注漿加固，有效的改善了巷道的承載力，提高了巷道的穩(wěn)定性，是一種有效的二次支護(hù)技術(shù)。通過(guò)注漿有效的延長(zhǎng)了巷道的維護(hù)返修周期，節(jié)約了成本。

4.2 施工優(yōu)化是在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累基礎(chǔ)上的總結(jié)和思考，通過(guò)優(yōu)化使得現(xiàn)有的施工工藝更適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件。

4.3 本文所述注漿工藝及優(yōu)化在順和煤礦-702m水平東翼軌道運(yùn)輸大巷注漿加固工程中得到了實(shí)踐，證明了其合理性及有效性，經(jīng)過(guò)后期觀測(cè)，巷道變形得到了有效控制。在后期其他巷道的注漿加固施工中得動(dòng)了推廣。

[1]黃德發(fā)，王宗敏，楊彬等.地層注漿堵水與加固施工技術(shù)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2003：381-387.

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