动压泥质软岩巷道锚注加固技术试验研究.pdf

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1、动压泥质软岩巷道锚注加固技术试验研究桑伟冲马伟翟文立(山东科技大学资源与环境工程学院，山东青岛266590)摘要：针对某煤矿轨道下山泥质类围岩地质条件，以及在动压影响下巷道变形量大的问题，分析了巷道变形破坏的原因，提出了在高强高预紧力锚网索支护的基础上，采用整体高压注浆加固技术。通过采用“高泥质围岩专用注浆材料”，使该矿轨道下山注浆试验段底鼓和两帮变形得到了有效控制，取得了良好的支护效果，保持了巷道的长期稳定。t关键词：动压；软岩巷道；锚注加固；专用注浆材料；高压注浆中图分类号：F403．7；TD353文献标志码：B文章编号：1008～0155(2

2、014)03-0155—011工程概况巷道表面破碎，甚至出现轻微漏风现象。潮湿风流中某煤矿轨道下山位于8煤层及其顶底板附近，由的水分会通过裂隙进入煤岩体，减弱锚杆(索)的端锚于所处煤(岩)层岩性软，在原岩应力尤其是8煤层采性能，锚杆(索)受力后，易引起锚固端位移，最终导致煤工作面超前支承压力的影响下产生了较大的变形甚锚杆(索)失效。至破坏。巷道维护困难且部分下山虽经多次返修，但仍不能维持巷道的基本稳定，巷道返修费用居高不下，严重影响了矿井的正常生产J。由于该轨道下山还将服务于5煤层，必将受到上部5煤层(包括部分8煤层)采煤工作面的动压影响，其稳定支

3、护技术对该矿有着重要意义。2巷道位置和围岩特征图1试验巷道平面布置图试验巷道为8215轨道车场，自8215瓦斯抽放泵站慝一施工范围图2高强锚杆(索)布置断面图到8215水泵房的100m巷道，见图1。轨道下山主要位4支护方案的确定于8煤层内及其顶底板附近。巷道直接顶板多为灰黑针对该矿轨道下山具体条件，选择“锚网索+注色泥岩、砂质泥岩夹粉～细粒砂岩，厚度0．O0—浆”综合注浆加固方式。根据巷道岩性和变形特征分6．55m，属易冒落的软弱不稳定顶板。间接顶板为中一析，采用“高泥质围岩专用注浆材料”进行巷道注浆加细粒粉砂岩，属软弱～中等坚硬的较稳定顶板。底板

4、固和维修。这种注浆材料主要用于泥质砂岩、砂质页多为灰褐色铝土质泥岩，厚度0．71—16．Olm，属中等岩、泥质页岩等泥质围岩的巷道加固，可以采用稀浆泵坚硬的较稳定底板，遇水膨胀、有底鼓现象，根据矿井注(质量浓度50％)，也可以拌泥注浆充填，其渗透性生产实测，底鼓最大高度达1．OOm。强，亲泥性好，能够与围岩较好的黏合。3巷道破坏机理分析巷道修复加固的基本方案为：①修复巷道至设计断引起巷道变形的力学机制较为复杂，影响因素较面，采用高强高预紧力锚杆(索)支护系统进行初期支多，不仅与岩石本身的物理力学、构造分布等有关，而护；②对初期支护巷道进行初喷浆，喷

5、层厚度50～70mm且与巷道的周边环境有关。(以能封堵注浆液体在5MPa压力条件下不外渗为准，现(1)巷道围岩主要为煤层及泥质岩类软岩，受潮湿场试验后确定)；③注浆加固并对巷道表面喷薄浆进行风流的影响强度显著降低。美化处理(喷一层薄混凝土)，完成巷道永久性支护。(2)采煤工作面超前支承压力使得轨道下山围岩5锚注支护工艺应力重新分布，且工作面开采所引起的应力叠加在轨5．1锚网索支护参数道下山的反映主要是水平应力，这是巷道出现反复变锚杆选用Q5OO高强预紧力锚杆，顶板和两帮均采形破坏的主要原因。用dp2o×2400mm锚杆，配套150×150×8mm高

6、强托(3)巷道初次支护方式对巷道的永久稳定至关重盘，设计锚杆预紧力不低于4t，锚杆间排距800×要。轨道下山早期巷道的初次支护主要采用全螺纹钢800ram。锚索选用l7．8×7000ram钢绞线锚索，排距锚杆及普通锚索支护，全螺纹钢锚杆由于预紧力低且1600ram。锚杆(索)布置断面图见图2。返修巷道表面不易保持，在高应力和软岩条件下极易出现巷道大变采用金属网护表。形特征E41。5．2注浆加固工艺(4)轨道下山由于受到采煤工作面动压影响，使得按设计尺寸对巷道进行刷帮卧底达到设计断面并采用高强锚网索支护巷道顶板及两帮喷射砼堵漏一收稿日期：2013—1

7、1—12底板抹lOOmmMIO砂浆堵漏一打短注浆锚杆作者简介：桑伟冲(1989一)，男，山东聊城人，山东科技大学(2000mm，间隔式)，(下转第171页)在读硕士研究生，主要从事矿压与巷道支护方面的研究。155大压力下自由面方向岩石破碎抛掷飞出，这个阶段炮杆，然后注浆；再打alp21x3000ram注浆锚杆，然后注孔内荷载急剧衰减。浆。注浆锚杆布置图如图3和图4所示。从岩石爆破破坏过程来看，最后排炮孔若是在第(3)注浆压力的控制一阶段内起爆，由于正处于它前排炮孔起爆对炮孔周注浆锚杆注浆终压确定为5．0MPa。注浆泵选用围岩石的压缩阶段，会造成最后

8、排炮孔最小阻力增大，矿井现有注浆泵，要求泵的最大压力至少为6～8MPa。相应产生的后冲也增大。所以最后排炮孔应该在前排压力