极软岩巷道锚注技术研究

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1、极软岩巷道锚注技术研究陈学徳（国投新集能源股份有限公司新集三矿，安徽淮南232100）摘耍：介绍了极软岩巷道锚注加固技术，该项技术对于控制极软岩巷道的变形具有显著技术经济效果。关键词：极软岩；锚注技术・、八—1—刖S国投新集三矿是一座设计年产为60万吨/年的急倾斜矿井，一水平标高为一340M。—340M水平集中运输巷为矿井主要运输大巷，总长度为1020m,巷道设计断而为半圆拱形，净宽3.4m,净高3.0m,巷道原支护方式为U型钢支架与喷射混凝土联合支护。由于受地质构造影响，该段岩层产状发生急剧变化，岩层走向摆动1

2、3°~14。、倾向发生倒转，加Z围岩主要为泥岩、砂质泥岩和钙泥质胶结的石英砂岩，极为松软破碎，整体性差，泥岩遇水崩解，该巷道从97年10月施工到99年7月以来，巷道变形（两帮鼓出、底臓、巷道顶部呈尖桃型）严重，维护极其困难，呈现前掘后修、前修后坏的局面，大部分巷道已经修复过三次，其变形仍持续增长、流变显著，严重影响了矿井运输和生产的正常进行。为改变这种状况，经论证研究，决定对该巷道进行锚注加固试验。锚注支护参数选取1・1锚注加固原理锚注加固巷道围岩是利用空心锚杆兼作注浆管（简称注浆锚杆），注浆锚杆前段是带若干个射

3、浆孔的注浆段，后段是锚固段。松动和裂隙发育的围岩经过锚杆注浆加固后围岩强度等力学性能得到提高和改善，使破裂结构的围岩胶结成拱形连续体加固圈，同时注浆锚杆又起到悬吊、挤压、楔固等作用，防止围岩松动范围进一步扩展，从而使巷道径向应力减小到仅用较小支护阻力就能维护围岩长期处于稳定状态。因此，锚注支护采用锚杆与注浆相结合的双重作用达到加固围岩、控制围岩变形的效果，它可以大大地提高软岩巷道支护效果和围岩稳定性。1.2注浆锚杆结构注浆锚杆拟自行设计研制，设计的注浆锚杆采用a〉42mm的无缝钢管制作，总长2000mm,注浆段1

4、300mm,锚固段630mm,尾部螺纹段70mm,注浆段钻有若干交叉射浆孔，该注浆锚杆具有结构简单、成木低廉等优点。注浆锚杆锚固段与钻孔岩壁间的密封性和锚固性是锚注支护成功与否的关键。此次试验采用棉纱紧密缠绕锚杆锚固段马牙，并用水泥封堵，以达到密封与锚固效果。每一个孔注浆结束一天后，耍求在注浆锚杆末端放上托盘、拧紧螺母。1.3注浆材料根据实验室对水泥粉煤灰混合料浆液进行的流动性实验、析水率实验以及抗压强度实验，注浆材料拟选用425#普通硅酸盐水泥加20%粉煤灰的混合浆，其水灰比为0.65~0.70。如出现大量涌浆

5、，可采取注入水泥一水玻璃双液浆进行堵漏。1.4注浆设备注浆设备主要包括注浆泵、高压胶管、搅拌机等，根据选型计算，注浆泵型号选为2TGZ-60/210型，浆液采用搅拌机搅拌，搅拌机型号选为3B—200。1.3注浆参数1.5.1注浆压力注浆压力受到围岩特性、浆材性能、注浆方式等因索的影响和制约。注浆压力过小，浆液难以向围岩小扩散，达不到预期注浆效果；若注浆压力过大，很可能导致在注浆过程中巷道表面冒顶或片帮。由于本次试验巷道喷层较薄，强度低，本次设计注浆压力为2Mpa。1.5.2注浆扩散半径注浆扩散半径是确定注浆孔布置

6、的重要参数。影响扩散半径大小的因素较多，主要取决于注浆压力、围岩力学性质、裂隙密度及开度、浆液的流动力学参数及初凝时间等。考虑到岩层各向异性导致的不同方向浆液扩散距离有所不同，试验初期注浆扩散半径按2.5n）设计，然后视围岩情况及注浆效果等予以调整。1.5.3注浆孔布置注浆孔布置为每个断面5个，腰线下左右帮各布一孔，俯角10。-20°，腰线上左右肩窝处各布一孔，仰角25°~30°,正顶部布一孔，仰角大于70°,注浆孔直径为43~45mm,孔深为2500mm。成孔后随即下入①42mmX2.0m锚注管。2.锚注加固施

7、工工艺锚注加固施工工艺流程是：施工准备一钻孔一安装锚杆一造浆-注浆施工一清理锚注机具。3.1施工准备在试验巷道内选择合适地段为注浆工作点，搭好注浆工作平台，平台尺寸为1.5*4.0*1.0m,平台用道木搭设，扒钉连接，英上铺一层木板。注浆施工前，备好风、水、电等管线路及各种锚注机具、设备、注浆材料，对巷道表面进行预防跑漏浆处理措施。3.2钻孔和安装锚杆钻孔采用T-7655型风锤、①42mm的钎头，按注浆锚杆设计的位置和方位钻①43mm、深度2500mm钻孔，并且将钻孔内积水与岩屑吹洗干净。钻孔完成后，安装锚杆，锚

8、杆马牙处耍缠紧棉线，全部打入孔内，外霜部分不超过50mm,并用水泥封堵，确保注浆时不泄露。3.3注浆施工按注浆要求连接好注浆管路，调节注浆泵安全阀，经试泵一切正常后方可开泵注浆。在搅拌桶中放入适量的水，再倒入4袋水泥和1袋粉煤灰，使浆液的水灰比控制在0.65-0.70的范围。用搅拌机搅拌浆液，时间为5秒；开泵注浆，当注浆压力达到2Mpa时停止注浆。每排注浆顺序为先注下部孔