联合支护技术在松软岩层巷道巷修中的应用

联合支护技术在松软岩层巷道巷修中的应用

高猛

淮河能源控股集团煤业公司张集煤矿  安徽淮南  232170

摘要：巷修在煤矿生产中的一项非常重要工作，如何确保巷修质量，是确保安全生产的基础工作之一，为此文章简单介绍了巷修在煤矿安全生产中的作用，并提出了利用好喷注浆结合套棚技术在巷修中的应用技术，对矿井巷道修复加固很有借鉴意义，具有很好的推广价值。

关键词：喷注浆；套棚；巷修；技术

张集矿是淮南矿业集团本土煤矿产量最高、规模最大的矿井之一，也是安徽省首座千万吨特大型矿井、国家瓦斯治理示范基地。随着矿井开拓巷道的不断延伸，采空区的不断垮落，生产不断的加大，井下巷道的围岩压力在逐渐的增大，必然造成巷修任务极其繁重，为此要加强对巷修尤其是松软岩层巷道的修护工作的研究，针对我矿东翼11一2轨道大巷由于在松软岩层中，巷道使用锚杆进行锚喷支护，喷砼厚度100mm。岩性多为细砂岩与砂质泥岩，岩石破碎，层理发育，极不稳定，易出现滑层，围岩不易维护。由于深部矿压和地质构造等的影响，巷道局部地段出现了变形和底鼓等现象，岩体发生破碎，修护时打眼爆破时巷道成型难以控制，顶板及帮的岩石破碎严重，存在着极大的安全隐患，打眼时也容易出现卡钎子，难以施工，虽经多次翻修均未达到预计效果。为了能够使煤矿长期安全的高效生产，需要有一套行之有效的措施方案，为此我们提出要综合利用喷浆、注浆及套棚等联合的技术方案，并取得良好的效果，值得同行借鉴。

1原因分析

通过采矿资料综合分析和现场勘查，东翼11一2轨道大巷变形属“矿压影响”所致。即：随采矿工程的继续，巷道的原应力状态受到破坏，在矿压高应力作用下发生了挤压流动性底鼓。在采动垂直应力和水平应力的作用下，巷道两帮首先发生破坏，整个巷道都位于较松软破碎的岩层中，这时巷道周边的围岩松动圈很大，两帮的应力集中区转移到岩体的深部，岩柱对底板的约束作用减弱。然后，在强大的水平应力作用下挤压底板岩体向巷道内流动，造成底鼓。

2安全状态评估

巷道变形段内多条断层较为发育，因采动影响，巷道来压，原锚网喷支护巷道喷层开裂掉块、钢筋网拉断、巷道变形、断面缩小。强烈的巷道变形不仅带来了大量的维修工作，增加了维护费用，更严重影响巷道的安全使用。因此，为确保甩道内变电所系统正常及安全生产，根据矿多次现场会决定：变形段巷道应采取喷浆、注浆加固、并结合套棚技术的修复方案。

3方案设计

目前，治理矿压巷道变形的方法可分为三大类型，即：支护加固法、卸压法及联合支护法。

巷道经过矿压和翻修影响后，围岩松动圈大，空洞、裂隙多，围岩性质差，自承能力低。采用注浆补强加固技术，对巷道已松散、破碎的围岩进行密实和充填，不但可以增加破碎岩石之间的黏结力，达到加固围岩、控制围岩变形的效果，更可以提高软岩巷道支护效果和围岩稳定性，有效地阻止松散体出现坍塌，也为巷道安全、顺利地修复施工创造条件，然后套棚后进行喷浆。

4注浆方案

4.1注浆材料的选择

4.1.1主要注浆材料

水泥选择42.5R普通硅酸盐水泥（袋装），水玻璃选用模数为2.8～3.2，浓度40Be'。

水泥-水玻璃双液浆的成本较单液水泥浆高。当注浆终压不易达到设计值或巷道表面漏液时，可以采用此浆液以控制浆液的流动范围。水泥浆液加料顺序为：搅拌机内加水→加入缓凝剂溶液→加入水泥。要求搅拌时间大于5min，放置时间不宜超过30min。

4.1.2浆液浓度。为增加混凝土的密实性，达到较强的加固效果，根据实验室分析，并对本次注浆加固参数进行优化：水泥浆液水灰比选用范围一般为0.8∶1～1∶1，水泥浆水泥浆与水玻璃体积比为1∶0.5。

4.2注浆孔的布置

由于通道部分变形非常严重，现巷道宽度1.2m，不能满足造孔要求，故为确保刷帮安全，应从甩道口两侧采用长钎分段造孔方能达到施工要求，依据矿压巷道注浆理论和类似工程实践，本次注浆浆液扩散半径取1.5～2m，为达到较好的初注效果，施工采用排距1.6m、孔间距2m、单孔深3m，预计注浆孔38个。由于巷道缩径变形、差异较大，可视现场情况和实际需要进行合理调整布置。

5套棚施工方案

把施工范围的菱形金属网和塘材棍拆除。使用风镐掘进，掘进到位后，及时进行临时支护，一掘一架。

5全断面喷浆方案

喷浆前，先用将喷浆机、喷浆管路、喷浆料等，经矿车至现场指定位置，喷浆机搭火，将喷浆管路接好，喷浆料卸好，水泥卸之前，在指定位置铺设大板或者皮带机皮子等进行防潮，严防水泥受潮失效。喷浆前，必须对待喷区域，管路、电缆、线路等进行覆盖保护，喷浆后，要及时清理。进行喷浆作业喷浆料要按重量进行配比并搅拌均匀。喷浆管使用两寸铁管或者高压管、风管必须使用高压管。进入喷射区域人员必须佩带护目镜，从事喷浆工作人员必须佩带防尘口罩。喷射前，应在施工位置回风流侧50m范围内设置两道全断面防尘喷雾。喷浆开机顺序：先送水，再送风，最后送电；关机顺序：先停电，再关风，最后关水。喷浆作业，发现喷头不出料，要立即停料、停机，再停风、水，从喷头至机体用大锤敲击，特别是接头处。敲击后用压风吹出，同时喷头要拿稳，前方不得有人行走或逗留以防伤人。喷浆作业时，注意出料管不可有死弯，以防堵管，同时要设专人观察巷道顶板的变化情况，一经发现问题要及时处理。发现故障或有异物进入喷浆机旋转体内，必须先停电、闭锁，再进行检查、处理。喷射枪头不得对人，喷浆时要注意回弹料伤人，喷浆料回弹率不得超过30%。喷浆作业人员必须严格执行现场“手指口述”确认程序。喷浆机停止作业时，磁力启动器手把必须打到“零”位。

6安全注意事项

注浆前，先将注浆泵、搅拌桶、注浆料等经矿车至现场指定位置，并安设好，水泥卸之前，在指定位置铺设大板或者皮带机皮子等进行防潮，严防水泥受潮失效。

注浆之前要连接好注浆管先注清水，待一切正常后，方可进行制浆、注浆。注浆过程中，如果需要检修、处理注浆泵和管路，必须先卸压后检修、处理，卸压放浆时严禁人员站立在卸压阀前方。

注浆过程中，压力表须确保完好，严禁无压力表注浆、压力表损坏注浆或超压注浆。注浆时如出现漏浆，必须迅速处理封堵。局部巷道外部漏浆采用水泥加速凝剂、炮泥或棉纱等及时封堵，外部漏浆严重时，采用喷砼的方法封堵。

固管堵漏需要用梯子时，梯子必须生根牢固可靠，并要有专人扶梯子，梯子上作业人员脚距离底板超过1.2m，必须佩戴保险带，保险带生根牢固可靠。

注浆过程中，注意观察压力表及设备运转情况，发现问题立即停机和卸压处理。注浆期间要注意观察压力表的升压情况，其它注浆管出现漏浆时，及时用高压球阀封堵。

7结论

通过认真布点长期观察，采取的加固方案正确，设计合理，施工得当，东翼11一2轨道大巷修复加固取得了良好的效果。经本次修复后近一年的观察，加固后没有明显的位移，达到了设计的效果，取得了良好的效益，因此该项技术值得在类似矿井条件下推广使用。