周東升

（平煤神馬建工集團有限公司建井一處，河南 平頂山 467000）

1 注漿錨桿支護施工技術在礦井建設施工中的應用

隨著礦井開采水平的延伸，我國多數(shù)礦井相繼進入深部開采，礦山壓力顯現(xiàn)加劇、變形速率快、變形量大，礦帶結構不穩(wěn)定[1]，目前的錨網(wǎng)噴或錨網(wǎng)索噴+壁后注漿支護后，礦井礦柱變形仍然比較嚴重，特別是隨著斷面的增大，頂板下沉、側壓、底鼓現(xiàn)象比較突出，支護難度大且支護成本高，嚴重制約著礦井的安全生產(chǎn)[2]。為確保施工安全，減少維修工程量，降低維修費用，保證礦井內的持續(xù)穩(wěn)定，避免采區(qū)延遲投產(chǎn)，需要尋求一種更加合理的、滿足現(xiàn)狀的支護形式，高地應力大斷面礦井綜合支護技術研究成為目前礦井安全建設所面臨的迫切任務之一。

1.1 注漿錨桿支護機理

注漿錨桿實質為將錨固支護技術和注漿加固技術有機結合在一起，將空中錨桿作為主要注漿管，在保證錨固的前提下進行注漿，并且利用注漿材料改善礦井內礦體的性質，這樣可以提高圍巖的承載能力與強度，保持礦井內的穩(wěn)定性[3]。

在礦井工程的理想狀態(tài)下，將注漿均勻的擴散分布于礦井開采工程的區(qū)域內，并與整體的支護結構進行結合，形成支護圈。礦井中注漿錨桿與圍巖的共同作用下，特別是切向作用力，保證了礦井內的承壓拱的穩(wěn)定性，提高礦井內的承壓強度，增強了圍巖與被錨固體的承壓能力[4]。

1.2 注漿錨桿的設計原則

注漿錨桿設計的基本原則是讓壓分階段支護。礦井開挖后以“護”、“讓”為主，允許圍巖充分變形，以高強注漿錨桿端錨為主；待圍巖應力和變形的劇烈調整基本結束后，以“支”、“限”為主，進行礦井內中空注漿錨桿注漿工作，實現(xiàn)錨桿的全長錨固并對礦井的淺部圍巖進行注漿加固；由于深井內的地應力高、圍巖松軟，礦井圍巖的破裂范圍超過錨桿的錨固范圍[5]。

2 概括

一礦三水平下延戊一上山采區(qū)工程設計全長768.723m，礦井設計采用半圓拱形斷面，礦井凈寬1000mm，凈高4200mm，S凈=18.32m2，S掘=20.04m2，支護形式：礦井建井設計支護形式采用錨網(wǎng)索噴+注漿錨桿+注漿組合錨索支護支護。

該采區(qū)開采礦井位于李口向斜南翼，為地壘構造，采區(qū)周邊被郟縣斷層、洛崗斷層、襄郟斷層和魯葉斷層切割，形成了復雜的地質環(huán)境，所有礦產(chǎn)組的厚度差別不大，礦層正常穩(wěn)定，礦井所處層位無大型地質構造，只存在個別小型節(jié)理。

戊組礦層厚2.7m，傾角5°～9°，位于試點礦井底板位置，距礦井底板最近處為20.33m。

根據(jù)井檢孔資料及實際揭露礦層情況，試點礦井均布置在二疊系中統(tǒng)下石盒子組中，其主要的泥巖是以灰色、灰綠色為主，其次為灰色、灰白色以及灰綠色的細粒砂巖、中粒砂巖、粉砂巖及礦體組成。

3 注漿錨桿參數(shù)

注漿錨桿為?25×3000mm的中空注漿錨桿，間排距為1500×1500mm，9根/排，配CK2840型樹脂藥卷，1卷/根；錨桿螺母預緊力不低于30KN（頂板壓力大或頂板破碎地段，礦井內部5根中空注漿錨桿空擋之間再補打4根、拱部間排距調改為750×750mm，幫部不變，計13根/排，同時拱部9根中空注漿錨桿掛網(wǎng)，金屬網(wǎng)為?6mm×80×80mm單層鋼筋焊接網(wǎng)），托盤規(guī)格為Φ150×10mm。

4 注漿錨索施工工藝及技術要求

4.1 施工工藝

在進行爆破后先對礦井進行錨網(wǎng)索噴（3根普通錨索）支護，然后滯后工作面10m～30m進行中空注漿錨桿支護，每排9根。支護到位后，7天內圍巖變形量達到5mm/d或累計變形量≥100mm，應及時對變形處進行二次注漿錨桿加固。

施工順序：打眼爆破→敲幫問頂→臨時支護→鋪網(wǎng)→打錨桿→噴漿→施工普通錨索→施工中空注漿錨桿→注漿。

4.2 技術要求

施工注漿錨桿時，用YT-28風鉆鉆孔，先開水門，再鉆孔；在鉆進過程中，鉆具必須與鉆桿保持直線，以防止鉆頭斷裂、夾緊或脫落。錨桿孔應盡量垂直于礦井水平面或主裂縫，當水平面和裂縫不明顯時，應垂直于礦井外圍，角度不得小于75°。安裝錨桿前，首先檢查孔深是否適當，否則“補眼”；錨桿安注時將藥卷依次送入孔內，用錨桿頂至終孔位置，開動風動攪拌器或風動錨桿鉆機攪拌約30±5s，并緩慢推進使藥卷攪拌混合均勻，保持強度；錨桿推進到位后，風動攪拌器或風動錨桿鉆機停滯1min再緊固托盤，嚴防松動；使用風炮將錨桿螺帽緊固到位，滿足錨桿扭矩力要求。

5 支護監(jiān)測監(jiān)控

錨固力試驗采用mjy-300/80型錨桿拉拔器，位移觀測采用雙交叉點分布法，分層監(jiān)測采用LBY—3型分層儀對礦井頂板進行分層監(jiān)測。支撐完成后，根據(jù)需要在支撐段中間設置觀測段A。經(jīng)過60天的連續(xù)觀察，礦井表面位移觀測結果繪成曲線如圖1所示，頂板離層觀測曲線如圖2所示。

圖1 測面A礦井變形觀測曲線圖

由以上觀測數(shù)據(jù)可以看出，注漿錨桿施工后，礦井內部各方面的變形均大幅減小，從現(xiàn)場來看，頂板沒有脫皮掉塊、鋼笆網(wǎng)彎曲等現(xiàn)象，礦井內的支護基本維持在原狀態(tài)，礦井淺部、深部出現(xiàn)很小程度的離層，淺部離層量24mm、深部離層量6mm，底鼓量30mm。注漿錨桿可對礦井周邊范圍內的圍巖進行錨固，通過注漿對礦層裂隙進行充填加固，進一步提高礦井內支護結構的穩(wěn)定性。

圖2 測面A頂板離層觀測曲線圖

6 結論

①注漿錨桿施工后用樹脂錨固劑固定，能夠及時提供預緊力，等同于雙錨雙注支護中二次樹脂錨桿的作用，及時加固了一次支護結構；②錨桿注漿實現(xiàn)了由樹脂端錨變成全長錨固，漿液在注漿壓力的作用下向礦井內周圍圍巖內擴散，及時加固了圍巖，提高了圍巖的強度和抗剪切能力。