孙疃南翼轨道大巷围岩注浆加固技术.pdf

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1、2012年第1期能源技术与管理53doi：103969~．issn．1672-9943．201201．020孙瞳南冀轨道大巷囤岩凌浆力口圆技术司文，许兴亮，张慧君(1．中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州221116；2．中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室，江苏徐州221008；3．中国矿业大学安全工程学院，江苏徐州221116)[摘要]分析了注浆加固技术的基本原理及巷道开挖后的等效开挖范围和无效加固区，结合注浆锚杆对巷道围岩进行浅孔密注充填注浆和深孔强化注浆，成功解决了孙疃矿一545m南翼轨道大巷的支护问题。[关键词]注浆加固；巷道支护

2、；围岩控制；数值模拟[中图分类号]TD353[文献标识码]B[文章编号]1672_9943(2012)010533与巷道围岩应力平衡过程_】。0引言为了分析同等应力条件下巷道开挖过程中围随着矿山开采下延深度不断增加，地质条件岩塑性区的分布特征，利用数值计算进行了分析变得更加复杂，巷道围岩在高应力作用下变得更测试，发现直墙半圆拱与等径开挖圆形巷道断面加松软破碎，巷道自稳能力差，围岩松动范围大，的外径巷道的塑性区分布基本一致，如图1所示。巷道变形剧烈，巷道支护的难度也明显增大。围岩也就是说，开挖直墙半圆拱巷道时，相当于开挖了注浆加固技术作为一种控制围

3、岩的施工技术，由同径的圆形巷道，这里存在一个等效开挖区的概于其施工工艺简单、工人劳动强度低，经济、安全、念，因而在采取支护措施时，单纯考虑从开挖巷道可靠，几乎对所有比较复杂的岩土工程都适用，因的形状与断面出发是不太精确或准确的，必须充而围岩注浆加固技术在矿山井巷掘进与维护中得分考虑到等效开挖的断面形状和大小，必须消除到了广泛的应用，特别是在深井开采中，注浆加固或减少无效加固区，使各项加固措施能直接形成技术对增强围岩的整体性，提高围岩强度具有重可靠的承载结构，如图2所示。要意义，在矿井井巷掘进与维护中具有巨大潜力。1孙疃南翼轨道大巷现状分析孙疃一5

4、45m南翼轨道大巷层位处在7煤层顶板。巷道围岩为煤线、泥岩、粉砂岩为主，巷道基本上顺层布置，受断层等构造影响，局部地段横穿煤层，巷道围岩稳定性较差，巷道围岩为膨胀性泥岩、煤线，底板易底鼓。一545m南翼轨道大巷采用先锚后架喷支护，从巷道变形情况来看，支护效果(a)直墙半圆拱巷道不好，主要表现为两帮内挤、棚腿内扎、棚子尖顶、底鼓、水沟损坏、卡缆崩断，巷道底鼓量大，最大达1．2m。已经影响运输及顶板安全，需对以上变形及底鼓严重巷道进行修复。2巷道围岩注浆加固技术巷道围岩注浆加固技术，就是在巷道开挖后围岩变形尚未稳定时，利用浆液来充填和固结被破坏了的或

5、原有的裂隙面，增强破碎围岩的整体(b)等径圆形巷道性，提高岩体强度，充分发挥岩体的承载能力，参图1直墙半圆拱与等径圆形巷道开挖围岩塑性区分布图54司文，等孙疃南翼轨道大巷围岩注浆加固技术2012年第1期3．2．2自进f钻)式中空注浆锚杆自钻式注浆锚杆是一种将锚杆钻进、安装、注浆、锚固合而为一的锚杆，具有可靠、高效、施工方便的特点。适应于不同的现场施工情况、工程地质条件和使用要求，具有与之适应的比较完善的配套系统，可保证在各种不同的复杂地层中的锚固效果。白钻式注浆钻进锚杆强调以施工紧贴干岩石表面的柔性支护系统来更好的发挥围岩自身强度，抑制围岩变形，

6、恢复围岩应力平衡状态，如表2所示。表2自钻式中空注浆锚杆规格及技术参数图2巷道等效开挖过程示意图3注浆施工方案设计3．1注浆材料选择注浆材料采用525陕硬硫铝酸盐水泥，水灰比0．85～1．0，胶砂流动度达121～130mm，性能特点：①早强、高强。除具有传统硅酸盐水泥的优良性能外，还具有水化硬化快，早期强度高，硬化时产品组成与普通中空注浆锚杆主要不同之处体积收缩小或不收缩等优良的建筑性能强度，1d在于其合金钻头与锚杆连接套：①合金钻头。锚杆达至05．0MPa，3d达至012．0MPa，7d达至020MPa，钻头为一次性钻头，钻头安装后不回收。锚杆

7、钻头28d达到40MPa，随着养护龄期增长强度还不断的结构形式，根据不同的地质情况使用要求(如锚增长。②高抗冻性。在0～1O℃低温正常使用，早期杆抗拉强度、防腐保护要求及凿岩效率等)有与之强度是波特兰水泥的5-6倍；在0--20cI=加少量相适应的形式。锚杆钻头可起到锚头的作用和对外加剂，3-7d强度可达设计标号的70％～80％，中支架的作用。②锚杆连接套。锚杆连接套方便接冻融循环300次，强度损失不明显。③高抗渗性。长锚杆，采用高传能结构，在连接套内部，锚杆体水泥石结构致密，混凝土抗渗性能是同标号硅酸两端直接连接，便于减少凿岩机能量传递损失。盐

8、水泥的2-3倍。④抗碳化性能好，干缩率低。⑤3．3注浆施工工艺抗腐蚀性能好，尤其是抗海水腐蚀性能优于高抗3．3．1浅孔密注充填注浆硫波特