巷道注浆技术研究应用.pdf

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1、煤矿现代化2011年第4期总第103期巷道注浆技术研究应用孔翔(淮南矿业集团潘一东项目部，安徽淮南232~1)摘要以潘一东矿井底车场巷道修复为例，从提高围岩整体结构强度的角度出发，提出了在原支护条件下对被保护巷道进行注浆加固的方案。对锚注工艺的流程、材料设备、施工措施作了详尽的论述，并用数值模拟软件ABAQUS模拟分析注浆对巷道的保护作用。从现场实践的效果来看，注浆技术的采用提高了浅部岩体的围岩强度，改善了力学性能，从而使巷道在采用锚杆支护时，能够显著提高锚杆的锚固力，形成有效的承载结构。通过对井底车场底板深浅孔注浆及锚杆支护，有效解决了底鼓问题，为安全生产

2、创造了有利条件。关键词注浆原理；注浆材料；加固；ABAQUS中图分类号：TD265．4文献标志码：B文章编号：1009—0797(2011)04—0012—04潘一东矿井位于淮南煤田潘集背斜的东南部，注浆加固，可以使破碎岩块重新胶结成整体，形成为潘一井田东翼的一部分，北部为潘二煤矿。含煤承载结构，充分发挥围岩的自稳能力。注浆加固后地层总体构造形态为一轴向北西西的不对称背斜能使普通端锚杆实现全长锚固，从而提高了锚杆的之东部倾伏端；地层倾向由南翼的倾向南渐变为北锚固力和可靠性，保证了支护结构的稳定性，提高翼的倾向北东，倾角极缓，一般在6。～8。。矿井一了支护结构

3、的整体性。水平位于870m以下，井底车场位于1l一2煤和(3)改善围岩赋存环境。软岩巷道围岩注浆后，13—1煤层之间，F32断层自西向东穿过井底车场附浆液固结体封闭裂隙，阻止水汽浸入内部岩体，防近，断层的落差为20m，倾角6O。，倾向190。，断止水害和风化，对保持围岩力学性质、实现长期稳层带宽度8m，断层带充填物破碎，隔水性差，有一定意义重大。定的导水性。由于受F32大断层影响，一848m水平1．2注浆材料风井车场标高为一842m，副井车场标高为一848m。注浆材料的选择是注浆技术中一个不可分割井底车场岩性以软岩为主，岩性主要为花斑泥岩、的组成部分，浆液的

4、可注性及其力学性能是决定注炭质泥岩、泥岩、砂质泥岩。井底车场巷道均在该断浆效果的关键因素；注浆材料的成本及浆液消耗量层的影响范围内，表现为巷道压力大，断面收缩、底的大小又决定了注浆加固技术经济上的合理性。因鼓严重，给安全生产带来严重影响。尤其是巷道底此，注浆材料的选取是巷道注浆加固能否成功的先鼓量大、底鼓速度快，严重影响运输能力，对矿井建决条件。注浆材料的选择主要考虑下列原则：①浆设带来很大影响。围岩力学性质见表1。液有较好的流动性且凝固时间可以调节，这样可以表1围岩力学性质控制浆液的流动的范围；②浆液具有较强的胶结性且最终的凝结体有较高的强度；③浆材价格低

5、廉，砂质泥岩14．6O．64O．682131泥岩11．20．550．753233且对井下工人无毒害作用，对环境无污染。结合巷道的地质情况和经济水平决定采用采用单液水泥1巷道注浆技术浆(水泥型号P．O42，5)，浆液配比水灰比=0．75：1。1．1注浆支护原理表2水泥浆液配置表对巷道实施注浆后，一方面加固了巷道围岩周边的破裂岩体，提高了围岩的自承能力；另一方面改善了破裂岩体的结构及力学性能，显著提高锚固现场配制：水灰比=0．75：1，搅拌桶容积0．35力，达到了双层加固的效果【]。其支护原理主要包ms，加水至搅拌桶的3／5处，用水泥5袋。括以下3个方面：1．3

6、注浆工艺流程(1)提高岩体强度，改善弱面的力学性能。即提浅孔注浆工艺流程为：造孔一下管固管(深孔高裂隙的粘聚力和内摩擦角，增大岩体内部块间相注浆管与锚索同下)一候凝一安设注浆管路一制对位移的阻力，从而提高围岩的整体稳定性。浆一注浆一卸枪头留孔口阀一候凝卸孔口阀一(2)形成承载结构。破碎松散岩体中巷道实施单孔完毕。·12·煤矿现代化。2011年第4期总第103期施工工序如下：皆设为0，岩层物理参数参考潘一东地质资料。数值模拟采用三维模型，模型的底板和四个方向的的煤岩体是完全固定面。2．2模拟方案设计根据研究需要，设计模拟方案如下：矿井正常条件下，围岩物理力学性

7、质参照工作面实际岩体力学特性和相近矿区的岩体力学参数确定，模拟注浆加固前后巷道的变化。设计两个方案，方案1为元注浆加固情况，，方案2为注浆加固后的情况。图1施工工序图2．3数值模拟结果1．4注浆设备布置首先进行应力平衡，取侧向应力系数为0．5，平注浆设备主要由四部分组成：注浆泵、储浆桶、衡后的结果如图4所示。搅拌桶、水泥存放点，注浆泵放置于巷道迎风侧，依其次进行巷道开挖，巷道开挖长度为50／11，宽次放置储浆桶、搅拌桶、水泥，设备布置点要选择于4m，高2．5m，开挖结果如图5(a)所示，巷道最大变施工地点较近处，并尽量保证运输畅通处，确保水形量为200mm。

8、泥供应以及足够存放量，以保证连续注浆，具体见注浆设备