摘 要：在分析A地區(qū)煤礦巷道年久失修的基礎上，對錨桿注漿技術的原理及其相關特征進行詳細分析，并結合A地區(qū)井下煤礦巷道的修復問題，探討錨桿注漿施工技術在煤礦巷道中的實際應用，從而確保良好的社會效益與經濟效益，同時對今后修復煤礦巷道井下巖石破碎提供了工藝保障與實施經驗。

關鍵詞：錨桿注漿;煤礦巷道;技術原理;實踐

中圖分類號：TD353

引言：針對煤礦巷道井下巖質過軟、破碎程度嚴重等問題，采用錨桿支護措施起到加筑作用。過去幾年，國家及相關科研單位研發(fā)了多種利用錨桿組合提升巷道支護效果穩(wěn)定程度的工藝手段，如錨網噴協(xié)同二次支護技術和封閉型金屬伸縮支護技術等，然而受技術缺陷影響，施工返修現(xiàn)象過于頻繁。近幾年隨著科學技術的發(fā)展，兩種新型支護概念誕生，分別是高水速凝材料與U型金屬架和伸縮錨桿配合注漿，以及錨噴錨桿注漿加強巷道巖體穩(wěn)定性。相對另一種支護技術，錨桿注漿工藝在支護效果、復雜程度以及所需成本等方面有諸多優(yōu)勢。

一、錨桿注漿技術原理及其特點分析

1.錨桿注漿技術原理

錨桿注漿與錨噴工藝協(xié)同填縫，組合為具有層次感的拱型噴網、拱型錨桿緊縮和拱型液體驅散的整合性網絡系統(tǒng)，加強了結構的承重力及其影響范圍，使支護效果的穩(wěn)定性及其承載性符合實際標準，結構示意圖如下[1]。

2.錨桿注漿的特點

（1）周邊存在縫隙，漿液填充裂縫形成密封，阻止氣體進入其中避免了風化現(xiàn)象，降低了巖體的破碎程度，同時也杜絕了巖體遭受水浸影響巖質的可能，確保了巖體的穩(wěn)定程度。

（2）錨桿注漿使巖體內部瑣碎環(huán)境及其外部縫隙進行粘連，整合后圍巖強度與穩(wěn)定度得到提升，巖質相比過去其內部環(huán)境更加緊湊，錨桿、鋼絲和巖體相互作用提高了巖體的承重強度。

（3）巷道巖體破裂后巖體內部過于松散，支護體與噴層容易受不規(guī)則力的影響，從而導致多種力聚集某處造成突破性損害，錨桿注漿可使巖體內部結構緊密充實，避免上述遭受破損的可能[2]。

（4）以往錨桿的性能較弱，承重力不強穩(wěn)定性欠佳，通過注漿增強了錨桿的固化度與全長度，形成層次分明的拱型網絡，各面均可受重，從而有效提升了巷道支護質量。

（5）應力在拱、墻以及底端的作用效果，在錨桿注漿前后均有著不同的表現(xiàn)，在注漿的作用下，本來對拱產生壓力的應力轉移到墻體，墻體再將載力轉移到下板，又因為拱型系統(tǒng)擴大層次較多，使下板的受力影響減弱，尤其能夠降低底鼓現(xiàn)象的發(fā)生頻率，使支護承重效果更明顯，確保整體結構趨于穩(wěn)定。

二、錨桿注漿在煤礦巷道中的實踐分析

1.A地區(qū)煤礦巷道概述

實地考察A區(qū)得知，該地巖質較軟，煤礦區(qū)域受壓程度較深，巷道形變、破損問題急需重視。而巷道形變造成剖面積嚴重縮水，道口風速明顯上升，軌道受其影響有所破損，貨運存在安全隱患，易引發(fā)事故。上述巷道問題多存在泥巖區(qū)域，巷道受壓致使錨噴噴層出現(xiàn)裂縫，巖塊掉損率高，部面積縮水，并且鋼絲受損，導致巷道形變[3]。過去作業(yè)時因過斷層等原因使用29U鋼代替錨噴支護，護棚部分區(qū)域發(fā)生形變，剖面積不比以往。由于該地區(qū)煤礦巷道破損已嚴重威脅到生產的安全性，必須在第一時間給予維修，以保障支護的穩(wěn)定性。

2.A區(qū)巷道形變原因

煤礦巖體受損、巷道形變等問題，通常情況下與絕對應力有著直接的關系。絕對應力一般指地層里不受外界施工等因素干擾的作用力，特別對巷道施工、挖掘、開拓等方面起到了較大的作用。絕對應力包含了兩種力，即地質構造力和頂板帶來的重力應力。地質構造力顧名思義，是指長久以來因地質運動及結構復雜多變進而形成的一種力，該應力幅度受地質環(huán)境變化及結構的活躍度影響，地質構造方向決定著力的作用方向，是評價煤礦巷道穩(wěn)定程度的重要參考依據(jù)。而重力應力的大小只受頂板和開采深度影響，頂板產生較大壓力，所以支護體所受承重力也越來越大，一旦壓力超出支護體承重范圍時就會造成巷道形變[4]。結合實際調查，對地質構造應力和重力應力進行比較，發(fā)現(xiàn)重力應力產生的作用力要小于地質構造力，并且制約地質構造力大小的因素較多，應力穩(wěn)定程度不強，時刻威脅著煤礦巷道的可靠性。

3.修復措施

對各種錨桿組合方式的支護技術進行橫向比較，并通過相關試驗得出結論，認為煤礦巷道破損修復施工中，使用錨桿注漿工藝效果更加顯著。結合被損壞巷道剖面的實際情況，按照作業(yè)標準刷大到相應尺寸，掛鋼絲線的同時將一般錨桿置于其中，再布置用來注漿的錨桿于頂端、底部和相關部位，最后注漿，要注意整個過程前后都要進行噴砼作業(yè)。巷道29U鋼伸縮支護部位首先進行拆除，按照作業(yè)標準刷大到相應尺寸，最后使用錨桿注漿工藝進行穩(wěn)固維修。

4.施工技術

（1）煤礦巷道錨噴工藝實施，首先對破損巖體進行剝除并處理雜物，然后按照作業(yè)標準刷大剖面至相應尺寸，其中巖體若破損過于嚴重，提前進行注漿作業(yè)提升穩(wěn)固度;其次對一般錨桿進行打孔，掛好鋼絲線并安置一般錨桿于相應區(qū)域，并開始首次噴砼處理，要求標準45毫米;再次，進行注漿錨桿造孔，并將注漿錨桿分別放置于頂端與底腳;最后進行第二次噴栓處理，要求標準45毫米。施工完畢觀察質量是否符合要求，如有必要可針對未處理好區(qū)域采取二次注漿。

（2）煤礦巷道架棚工藝實施，首先進行棚體拆除作業(yè)，其中巖體若破損過于嚴重，提前進行注漿作業(yè)提升穩(wěn)定性，并按照作業(yè)標準刷大剖面至相應尺寸;其次對一般錨桿進行打孔，掛好鋼絲線并安置一般錨桿于相應區(qū)域，并開始首次噴砼處理，要求標準45毫米;再者進行注漿錨桿造孔，并將注漿錨桿分別放置于頂端與底腳;最后進行第二次噴栓處理，要求標準45毫米[5]。施工完畢觀察其質量是否符合作業(yè)標準，如存在未達標區(qū)域則進行二次注漿。

5.施工案例分析

A區(qū)煤礦第二水平620m構造面褶皺彎曲，周邊巖質較軟，由于受煤礦開采、絕對應力和巖質過軟等因素影響，導致77走風巷道發(fā)生形變，道口風速明顯上上升，風氣濕度過高使軌道受損程度較深。以往采用的工藝是錨網索噴進行支護，但是頂部、側方受壓現(xiàn)象明顯，底鼓問題仍然沒有解決，煤礦巷道形變嚴重導致巷道的使用率和安全性大大降低，目前決定采用錨桿注漿技術修復巷道缺陷。

錨桿注漿技術所需支護材料，通常有泥漿、石粒、黃砂、鋼絲網、聚酯樹脂固化劑、注漿錨桿及一般錨桿。

注漿錨桿規(guī)格。由鑄鐵管制成，Φ23x2060毫米，桿壁厚度為5毫米，錨桿注漿孔規(guī)格為Φ7毫米，使用快硬水泥卷進行封孔作業(yè)。注漿錨桿和巷道外線條呈90度按剖面形放置，每排間隔距離1500x1500毫米，位于底部注漿錨桿和底端距離500毫米，允許切入角范圍40-45度。

一般錨桿規(guī)格。Φ23x2300毫米，每個孔位配備兩套聚酯樹脂固化劑，錨桿承重力不小于7.2t。一般錨桿按剖面形放置，每排間隔距離650x650毫米。

鋼絲網規(guī)格。Φ7毫米鋼絲制作，網格規(guī)格95x95毫米，幅度750x750毫米，網壓茬規(guī)格95毫米。

噴砼規(guī)格。25MPA強度，首次噴栓厚度45毫米，復次噴栓厚度45毫米，奔砼材料配比如下所示，石砬：黃砂：泥漿=2.5：2.5：1。

注漿參數(shù)。以水泥漿為主，使用425一般硅酸鹽水泥，注漿壓力標準2.5-3.5MPA，水泥灰料配比范圍0.8-1.2。

錨桿注漿工藝實際效果總結。A地區(qū)77走風采用錨桿注漿技術修復巷道，相應參數(shù)符合實際標準，迄今為止已運行26個月，兩幫收縮控制范圍35-116毫米，后續(xù)監(jiān)測均未出現(xiàn)大規(guī)模巖體破損，修復成本較之前大幅下降。主要因為錨桿注漿技術所提供的支護性能較強，日后雖然煤礦巷道不能避免受壓問題從而導致形變，但由于二次噴層首先掉落無法影響拱型系統(tǒng)的性能，巖體完整度并未受太大影響，幾乎不會發(fā)生常見礦井事故，待巷道維修時稍做處理就好，后續(xù)修復量較少因此減少了對應成本。

結束語：

利用錨桿注漿工藝對A地區(qū)煤礦巷道進行修復，通過構建拱形承重網，使承重結構層擴大影響范圍，使巷道安全性穩(wěn)定性得以提升，同時其成本費用所需更少，有效提升了礦井作業(yè)環(huán)境水平，和其它支護技術比較優(yōu)勢明顯，具有較強的經濟社會效益。

參考文獻：

[1]康紅普，姜鵬飛，楊建威，王志根，楊景賀，劉慶波，吳擁政，李文洲，高富強，姜志云，李建忠.煤礦千米深井巷道松軟煤體高壓錨注-噴漿協(xié)同控制技術[J].煤炭學報，2021，46（03）：747-762.

[2]崔曉剛.煤礦煤層巷道掘進支護技術工藝的探討[J].機械管理開發(fā)，2021，36（02）：186-188.

[3]董鑫，李鵬.煤礦采礦工程巷道掘進和支護技術的應用研究[J].內蒙古煤炭經濟，2020（05）：198.

[4]徐光曉，胡長嶺.小屯煤礦巷道變形規(guī)律及支護技術研究[J].煤炭科技，2019，40（05）：114-115+119.

[5]李朋朋. 深部軟巖巷道圍巖穩(wěn)定性分析與控制技術研究[D].山東科技大學，2017.

作者簡介：朱勝利（1983—），男，漢族，湖北竹山縣人，本科學歷，畢業(yè)于河南理工大學采礦工程專業(yè)，現(xiàn)于平煤股份十三礦總辦室工作，工程師。

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