阮慶勝

（中煤第五建設(shè)有限公司第三十一工程處，河北 邯鄲056003）

1 工程概況

某礦井，井田面積144.89km2，設(shè)計生產(chǎn)能力為3.0Mt/a，服務(wù)年限60年。礦井采用立井開拓，主、副、風(fēng)井筒均布置在同一工業(yè)廣場內(nèi),井口設(shè)計標(biāo)高+45.000m，1301綜放工作面是該礦井的第一個工作面，該工作面寬度150m，推進長度931m，煤厚3.60～5.74m，平均4.67m，該工作面煤層底板標(biāo)高為-880～-940m，實際煤層埋藏深度為900～980m。

2 注漿錨索支護

注漿錨索支護在大斷面硐室、交岔點、斷層破碎帶、巷道應(yīng)力集中區(qū)以及受動壓影響嚴重的巷道均有應(yīng)用。

2.1 錨索

該錨索為中空注漿錨索，采用螺旋預(yù)應(yīng)力鋼絲加工的內(nèi)有注漿管（塑料管）的螺紋緊固錨索，錨索公稱直徑22mm，長度6m，破斷力420KN，安裝孔徑28mm。錨索間排距2400×1600mm，錨索孔深度5700mm，錨索外露長度不超過300mm，采用MSCK2340型及MSK2340型錨固劑各1支進行錨固，托盤采用20×220×220mm鋼板制作。

2.2 注漿材料

注漿用的水泥漿采用普通525#硅酸鹽水泥，水灰比1：2，注漿時添加ACZ-1型水泥注漿添加劑，封孔采用橡膠塞。主要技術(shù)指標(biāo)：①膨脹率 0.5～0.8%；②1d 抗壓強度：25MPa，28d 強度 72MPa；③ACZ-1型水泥注漿添加劑添加量為水泥量的8%；④添加劑對鋼筋無銹蝕，無毒害成分，對環(huán)境無污染。

2.3 主要設(shè)備

①MQT-130型錨桿鉆機，用于打頂部錨索孔及安裝錨索。

②鉆頭：金剛石鉆頭。

③注漿泵：采用MG-150型風(fēng)動注漿泵，主要技術(shù)參數(shù)如下：

氣源壓力：0.5～0.63MPa；氣缸直徑 Φ150mm；

輸出壓力輸出壓力：7MPa；出漿量：60L/m；

耗氣量：50m3/h；重量：17.1kg

④水泥漿攪拌機采用風(fēng)動攪拌設(shè)備。

3 參數(shù)確定

3.1 巷道頂部支護

錨桿規(guī)格：采用Φ22讓壓錨桿，錨桿長度2400 mm，尾端配套高強度托盤、M22螺母。

錨桿錨固方式：樹脂藥卷加長錨固，錨桿孔直徑30mm，錨固長度950mm，采用一支為K2335和一支Z2360錨固劑端頭錨固，每排拱頂部布置5根。

托板：采用150×150×10 mm高強度托板。

錨桿布置：矩形布置，錨桿間排距均為800mm。錨桿與巷道輪廓線垂直布置。

金屬網(wǎng)：采用10#鐵絲編織、網(wǎng)孔50×50mm、菱形金屬網(wǎng)，網(wǎng)片尺寸為900×2600mm，用鐵絲雙排扣連接牢固，連接點間距不大于200mm。

鳥窩錨索：規(guī)格Φ17.8×7300mm，采用一支 K2335和兩支 Z2360樹脂藥卷端頭錨固，錨索間排距為1200×1600mm，外露≤250mm，錨索必須垂直巷道頂板，錨索錨固力必須達到200kN以上，托板為300×300mm的蝶形托板。

3.2 巷道幫部支護

錨桿規(guī)格：采用Φ22讓壓錨桿，錨桿長度2400mm，尾端配套高強度托盤、M22螺母。

錨固方式：樹脂藥卷加長錨固，錨桿孔直徑30mm，錨固長度950mm，采用一支為K2335和一支Z2360錨固劑端頭錨固，每排兩幫部各布置3根。

托板：采用150×150×10mm高強度托板。

錨桿布置：矩形布置，錨桿間排距均為800mm。錨桿與巷幫垂直布置。

金屬網(wǎng)：采用10#鐵絲編織、網(wǎng)孔50×50mm、菱形金屬網(wǎng)，網(wǎng)片尺寸為900×2600mm，用鐵絲雙排扣連接牢固，連接點間距不大于200mm。

鳥窩錨索：規(guī)格Φ17.8×4300mm，采用一支K2335和兩支 Z2360樹脂藥卷端頭錨固，錨索間排距為1200×1600mm，外露≤250mm，錨索必須垂直巷道頂板，錨索錨固力必須達到200kN以上，托板為300×300mm的蝶形托板。

4 注漿加固方案及工藝設(shè)計

4.1 注漿加固材料

選用物理方法，材料是水泥+水+水玻璃。 配比1：1～0.8：2～3%。

4.2 注漿加固工藝

①注漿系統(tǒng)選擇：考慮井下施工條件限制，選擇雙液注漿系統(tǒng)；

②注漿時機的選擇：及時注漿能使圍巖保持較高的承載能力，有效約束圍巖變形。根據(jù)巷道的變形一般規(guī)律，掘后2-3天內(nèi)其變形量為5～15mm，此時注漿其后續(xù)變形將由于圍巖被加固而受到有效控制，故注漿越及時，控制效果越好，從注漿作業(yè)方便和盡量發(fā)揮注漿加固的作用出發(fā)，確定工業(yè)性試驗中的注漿加固在巷道施工前進行對圍巖注漿，后每施工一遍及時對巷道進行注漿加固；

③注漿孔深度。由于注漿對裂隙寬度有-定的要求，而圍巖裂隙寬度由外往里逐漸變小，一般地注漿孔深度應(yīng)小于裂隙發(fā)育圍巖深度，因此，根據(jù)裂隙發(fā)育的經(jīng)驗公式計算出注漿孔深度4m；

④注漿孔布置：已巷道輪廓線布置，排距1.0m，間距1.0m；

⑤注漿壓力。注漿終壓控制在l～3MPa之間。注滿后，漿液停止不動，保持終壓不變，維持l～3min，以保證注漿充填程度和密實性。

5 使用效果與發(fā)展方向

（1）通過對巷道注漿加固，使巷道周圍的圍巖有效的結(jié)合為一個整體，有效地提高了巷道整體的支護強度。

（2）通過對巷道注漿加固:①提高了施工中的安全系數(shù)；②提高了巖體承載強度，實現(xiàn)了利用圍巖本身作為支護結(jié)構(gòu)的一部分；③提高了施工速度和勞動效率；④降低了施工中的安全隱患；⑤錨網(wǎng)噴注耦合支護后由于漿液和圍巖的相互作用還在繼續(xù)，漿液還沒有完全發(fā)揮其充分作用。一開始圍巖也有少量變形但很快趨與平衡，此時的頂?shù)装逦灰魄€近于一條直線，說明巷道圍巖基本穩(wěn)定，圍巖變形量不會隨時間繼續(xù)變大，圍巖穩(wěn)定性明顯增強，5周內(nèi)有小的變形，幫壁內(nèi)移量只有6mm左右，5周后，巷道圍巖不發(fā)生位移，這顯示出水泥漿的固化作用。

（3）與錨噴支護相比，由于錨網(wǎng)噴注耦合支護時注漿既加固了圍巖，又給錨桿提供了可靠的著力基礎(chǔ)，使圍巖強度和承載能力得到顯著提高，巷道變形量明顯降低，是一種非常好的主動支護形式，可以較好地解決深部軟巖巷道的支護問題。

（4）將錨網(wǎng)噴注耦合支護技術(shù)應(yīng)用于高應(yīng)力軟巖巷道，為解決類似條件下巷道支護問題提供先進技術(shù)。

（5）根據(jù)以前的注漿經(jīng)驗，個別區(qū)域由于軟巖孔隙少，泥質(zhì)成分高等原因，注漿困難，注漿量小，在今后的工作中應(yīng)研究不同類別軟巖炮后最佳注漿時間，還要研究增加孔隙度的管路壓裂技術(shù)可否應(yīng)用加固軟巖的注漿工藝上，以進一步提高圍巖強度。

6 結(jié)語

采用注漿錨索加固頂板首次在本礦井應(yīng)用并獲得了成功，表明大采深巷道特殊地段采用注漿加固是完全可行的。這是一種適用大跨度硐室、斷層破碎帶、大斷面交岔點、巷道應(yīng)力集中區(qū)以及受動壓影響嚴重的巷道的有效加固方式，為煤礦井下巷道特殊地段的加固、維修提供了一條新的有效途徑。

［1］王騰江.復(fù)合頂板錨桿支護方法研究[J].中州煤炭，2006（6）.

［2］楊雙鎖，康立勛.煤礦巷道錨桿支護研究的總結(jié)與展望[J].太原理工大學(xué)學(xué)報，2002（4）．