扩修巷道壁后注浆加固技术

扩修巷道壁后注浆加固技术

作者：李夏 张晨晨 张向磊 来源：《价值工程》2012年第07期

摘要：根据巷道支护形式和地质条件分析，研究应用了扩修巷道壁后注浆加固技术，提出了加固围岩、局部造顶、防止顶板冒落等技术，采用分散、间歇注浆，对扩修巷道壁后注浆加固技术进行了现场试验。试验结果表明，该技术满足了扩修巷道壁后注浆加固的技术要求，提高了顶板整体性和围岩抗压强度，保证了巷道扩修的安全施工。 关键词：扩修巷道；围岩破碎；造顶；注浆

中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）07-0087-02 0引言

针对小煤矿管理差、隐患多、事故多发的状况，我国对小煤矿进行了全面整顿、集中治理。小煤矿整合之后，由于巷道断面满足不了安全、运输、通风等规定要求，需要进行扩修，加强支护。为保证扩修期间巷道围岩稳定，避免发生冒顶事故，决定扩修前先对老巷道进行壁后注浆加固。以往的壁后注浆以充填为主要目的，采用单液水泥浆注浆，要求充填密实，与巷道围岩共同承压。但由于小煤矿往往采用砌碹支护，巷道初掘期间，资金投入不足，巷道支护达不到要求，甚至壁后出现大面积空顶现象。本文针对陈召一矿巷道扩修期间围岩加固技术进行现场试验研究，可以帮助其他整合技改小煤矿解决类似问题，对提高扩修巷道顶板整体性和围岩抗压强度[1]，防止发生冒顶事故，起到关键的作用，将对进一步深入开展小煤矿整合技改工作，产生积极的影响。 1工程地质概况分析

陈召一矿位于焦作煤田的东北部，东距卫辉市约18km，西南距新乡市约21km，位于卫辉市太公泉镇境内。2003年8月建井，2010年12月由河南煤化集团整合，开始技改工作。进、回风大巷原为砌碹支护，局部岩石完好处为裸巷，根据扩修揭露，砌碹处多为掘进时片帮、冒顶严重地方，碹体顶部为木质绞架，巷道围岩尤其是顶板岩石极破碎，扩修时易发生冒顶事故。

2现场研究实验

为了加固巷道围岩，避免扩修时发生冒顶等伤人事故，保证进、回风大巷安全扩修，陈召一矿提出扩修巷道壁后注浆加固方案，即扩修前先对原巷道进行壁后注浆加固，使水泥和巷道破碎围岩胶结，在巷道壁后形成一个抗压拱，防止冒顶事故，承载扩修时由于原应力平衡被打破后的突然来压[2]。为保证注浆效果，提出以下注浆方案：注浆时以30m为一个区段，注浆管长1800mm，注浆孔间排距为1500×3000mm，每个断面施工三个顶孔，采用间歇注浆，单

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孔注浆量控制在2～4t，这种方法能让浆液利用重力作用，从巷道顶流到帮部，保证浆液更多的留在巷道周围尤其是腰部以上，与围岩胶结，共同起到承压、造顶作用，且能够有效的节约水泥用量。（见图1）

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2.1 壁后注浆加固

2.1.1 注浆加固设备及参数注浆采用河北同城矿业科级有限公司生产的ZBQ—15/5气动注浆泵（见图2），额定气压为0.5Mpa，排浆流量为15L/min，排浆压力位5Mpa，该泵为全气动，可单、双液注浆，压力可调式注浆泵，具有体积小、重量轻、井下搬运方便等特点，能够满足现场注浆使用。注浆管采用六分无缝钢管加工而成，连接注浆泵一端焊接快速接头，另一端300mm段按照螺纹状布置Φ5mm的小孔，孔距50mm。

2.1.2 双液浆配比注浆时，若注浆通道与老巷连通，则水泥远离巷道，造成水泥浪费，且达不到注浆预计效果。因此，必须调整好双液浆配比，控制初凝和终凝时间，确保注入壁后的浆液能更多的留在巷道周围。参考不同配比水泥与玻璃水凝胶时间[3]调试出适合陈召一矿壁后注浆使用的双液浆最佳比例，为便于施工人员操作，单液水泥浆选用1:1，水泥标号为425，玻璃水浓度为39Be，经过现场试验，得到陈召一矿壁后双液注浆配比见表1。巷道壁后注浆，主要是人工充填、胶结松散围岩，如果终凝时间过长，会造成材料浪费，并且达不到注浆效果。陈召一矿壁后注浆要求浆液扩散半径大于1m小于3m，这要求水泥浆的初凝和终凝之间有一段合适的时间差。经过现场试验，陈召一矿壁后双液注浆选用双液浆比例1:0.25。 2.1.3 分散间歇注浆由于巷道壁后空间大且有可能与老空连通，应采用分散间歇注浆，单孔注浆量控制在2～4t，每个孔注浆结束后，用清水冲洗注浆管路，待30m区段施工完毕后，通过打探眼验证注浆效果，若此区段顶板注浆效果达不到要求，则进行复注浆，直到顶板以上3m范围内密实为止。

2.1.4 漏浆封堵原有巷道为砌碹支护，巷壁缝隙较大，注浆时常发生漏浆现象，若漏浆量较小，可采用水泥掺拌玻璃水进行封堵；若漏浆量较大，则应该立即停止注浆，冲洗注浆通道，等待水泥凝固，漏浆处用棉丝塞堵，然后水泥掺拌玻璃水进行封堵，待水泥凝固后再开始注浆。

2.2 效果验证陈召一矿进风大巷与二联巷交岔点断面较大，最大处净宽为8.5m。根据以前施工人员讲述，原巷道掘进期间，顶板岩石冒落严重，碹体上部空顶在1.5m左右，为绞架支护。为保证扩修时顶板安全，扩修前进行注浆加固。经过13天注浆，工施工注浆孔11个，注

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入水泥48.5t，使用玻璃水13.4t（其中包括封堵漏浆）。整个工程在6天内完成，注浆后顶板完整性较好，扩修期间未发生冒顶、片帮事故。 3结论

本文通过对陈召一矿进、回风大巷壁后注浆技术研究，得出如下结论：①扩修巷道壁后注浆时，布置钻孔可选择在巷道中上部，浆液由于重力原因，可以形成完成承压拱，达到整个巷道壁后注浆的目的，减少了注浆孔施工，加快施工速度。②砌碹巷道壁后注浆，采用双液法注浆，可以达到加固围岩的目的，并可以节约材料和加快进度。 参考文献：

[1]韩立军，付厚利，林登阁.复杂条件下巷道围岩加固技术研究.矿山压力与顶板管理，2003，（3）.

[2]张农，侯朝炯.巷道围岩注浆加固体性能试验.辽宁工程技术大学学报：自然科学版，1998，（1）.

[3]刘玉祥,柳慧鹏.水泥—水玻璃双液注浆中的最优参数选择.矿冶,2005.