煤壁喷浆注浆加固工艺应用与实践

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　　【摘要】针对赵固一矿巷道普遍存在埋深深、压力大，巷道支护后极易存在变形，为减少巷道变形，对巷道进行一次支护与二次支护，再对其进行喷浆注浆，减少巷道变形，保证巷道支护强度。
　　【关键词】埋深深 二次支护 喷浆注浆
　　赵固一矿井田其主要可采煤层为二，煤层，极具开采价值，而煤层底板石炭系太原组石灰岩岩溶裂隙水患、基岩保留厚度薄和新生界盖层厚度大是直接影响二，煤层开采的三大主要因素。由于赵固一矿巷道普遍存在埋深深、压力大，巷道支护后极易存在变形，为减少巷道变形，对巷道进行一次支护与二次支护，再对其进行喷浆注浆，减少巷道变形，保证巷道支护强度。
　　1注浆概况
　　赵固一矿西五盘区避难硐室位于矿井北翼，属于典型的深部软岩巷道，由于巷道埋深大，受深部高地压、高地温、高岩溶水压和开采扰动影响，巷道围岩较为破碎，巷道开挖后变形量较大，特别是巷道两帮围岩，部分地方变形超过1m，给煤矿的安全生产带来了较大隐患。
　　为保证西五盘区避难硐室正常使用，与中国矿业大学（北京）合作，采用“先柔后刚”的二次注浆加固支护技术，适当减小第一次支护强度，通过二次注浆加固支护控制围岩变形。
　　2确定施工工艺
　　（1）施工方案
　　严格按照地测科提供的中腰线施工，具体施工顺序为：喷浆一注浆—啊设鸟笼锚索一浇筑地坪。
　　（2）喷浆技术
　　1）架棚回填结束后，设计底板以上全断面进行喷浆，厚度以u钢外沿露出80mm为准，强度C20，砼配合比（重量比）水泥：混合砂=1：4，水泥采用P.O32.5硅酸盐水泥，速凝剂掺量为水泥用量的3～4%，水灰比为0.4～0.5，喷射以喷面湿润不流淌、无裂隙为准。
　　2）喷射要均匀，无“穿裙”、“赤脚”现象。喷浆后严禁出现凹凸不平现象。喷体厚度要达到设计要求，喷浆后巷道表面平整度偏差不大于±50mm。
　　3）喷浆时严格按照配合比进行拌料，具体配比为：水泥：砂子：石子=1：2：2，砂子为粒径0.35～0.5mm的中粗沙，石子粒径为5～15mm，速凝剂添加量为水泥用量的3～5‰
　　（3）注浆技术
　　喷浆结束后对巷道全断面进行注浆，顶帮注浆孔间排距3000mm×3000mm，注浆管800mm长，孔深1600mm，注浆孔均与巷道周边轮廓成垂直布置。按自下而上的顺序逐孔逐排对巷道实施注浆。浆液用单液水泥浆，水泥标号P.C32.5，水灰比0.8：1，终孔压力不小于2MPa且不大于2.5MPa，稳压时间不小于30min。
　　（4）底板注浆孔预埋锚索技术
　　1）鸟笼锚索：材料为21.6mm，17股高强度低松弛预应力钢绞线，锚索长度6300mm。
　　2）鸟笼锚索梁：槽钢梁采用14#槽钢加工而成，长4000mm，锚索梁垫板为200×100×16mm钢垫板，间排距1200×1400mm（锚索梁打在u钢棚之间）。
　　3）锚固方式：预制具有一定流动I生的混凝土，灌入锚索底端，用塑料管进行捣实。
　　4）混凝土锚固7天后，进行孔内注浆，注浆完毕一天后进行张拉。张拉后，将锚索截至外露50mm。
　　5）注浆材料：水泥浆、水泥水玻璃双液浆。
　　6）注浆压力：孔口注浆壓力2～3MPa，根据现场情况进行调整。.
　　7）注浆方式：埋孔口注浆管，孔内下射浆管，射浆管长度2.5m，全长一次注浆。
　　8）锚索角度：垂直底板打设，要求底板锚索初次张拉达到260kN，预应力损失完成后不低于200kN。
　　3结论
　　（1）注浆加固巷道围岩是利用注浆管将浆液注入巷道破碎围岩内，利用浆液来充填和固结原有的裂隙面，改变围岩的松散结构，使破裂围岩胶结成连续体加固圈，并为锚固支护提供可靠的着力基础，使巷道围岩沿径向挤压的围岩压力转换成切向压力，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使巷道围岩长期处于稳定状态。
　　（2）通过对西五盘区避难硐室进行顶板离层、顶底板移近量、两帮相对移近量、锚杆锚索压力计以及测力锚杆矿压监测。对监测结果进行分析可看出巷道在二次注浆后期初压力释放明显，从而从宏观上说明二次注浆支护效果显著，在30天后变形趋于稳定，说明巷道现在的支护是可以的，巷道支护强度是足够的，满足巷道后期使用，达到了预期的效果。开始强度有所发展，随着时间推移，围岩裂隙仍有较小程度的发育，其中顶板最为明显，但是最终趋于稳定，证明注浆不仅充填了围岩裂隙，而且增强围岩整体稳定性与强度。
　　（3）通过二次注浆加固支护，有效地控制了围岩变形，不仅能保证巷道快速高效的施工，也保证了后路巷道无较大的安全隐患，而且整修工作量低，保证了矿生产地区的正常衔接，对矿井的长远规划具有极大的促进作用。
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