中煤新集能源股份有限公司刘庄煤矿 安徽 阜阳 230071
摘要：针对刘庄煤矿西一采区回风二石门受工作面采动影响，围岩裂隙发育，巷道围岩顶帮变形严重、底鼓严重等问题，采用巷道围岩注浆加固技术，有效加固了巷道围岩，保证了巷道的正常通风，满足了工作面正常生产需求。
关键词：刘庄煤矿；回风石门；应力集中；底鼓；
1.工程概况
由于刘庄煤矿西一采区煤层开采程度大，回风二石门因受工作面采动影响，应力集中程度高，巷道围岩受到采动应力影响，围岩裂隙发育，巷道围岩局部甚至出现顶帮变形严重、巷道底鼓严重，为保证巷道正常通风，满足工作面正常生产需求，对西一回风二石门实施注浆工艺，以加固巷道围岩。
2.注浆材料及注浆技术要求
1）注浆钢管主体采用4′钢管制作，长度为3米、2米、1米搭配使用，两头套丝，注浆钢管之间用束结连接。深孔在端部使用1根长度2米的注浆锚管连接，其余长度使用加工的4′钢管连接。每个注浆孔内同时下浅部和深部两根注浆管。深部注浆孔深顶部10-20m，帮部10-15m，孔径为Φ32mm，深部注浆管长度为顶部7-17m，帮部7-12m；浅部注浆孔深顶帮均为1-2m,浅部注浆管长度顶帮均为1m，孔径为Φ42mm；注浆锚管采用Ф20mm的无缝钢管制作，钢管壁厚2.5mm，L=2000mm。其中注浆段1300mm，杆体上每隔300mm对称T字型布置梅花Ф6mm的注浆孔；锚固段630mm，开有马牙，末端部70mm制作成M20的螺纹和钢管连接，尾部砸成扁形。
2）注浆孔正常情况下按每20m为一段进行布置，原则上每段按3组孔布置，顶部一组，帮部两组（两帮各一组），顶部注浆孔位布置在巷道轨道侧肩窝位置，开孔角度按80-90°施工；帮部注浆孔位布置在巷道底板向上1.2-1.5米，开孔角度按45°向上施工。
3）注浆期间，根据巷道围岩裂隙分布情况，可合理调整段距和数量。若15-30m段注浆效果好，可在两段之间10m位置重新开孔进行注浆；若15-30m段注浆吃浆量小，10m位置就不再开孔，但采用2m注浆锚杆辅注。
4）巷道底鼓严重时，卧底后在巷道底板和侧墙连接处开孔，自底板向上200mm-300mm位置，按照-15°下扎，孔深不低于2米。
5）注浆材料采用单液水泥浆，水泥选用P?C 32.5复合硅酸盐水泥，水灰比为0.7:1、1:1。水灰比为1:1时，搅拌桶容积0.39m3，满桶时：用水300kg、水泥6袋；桶2/3处：用水200 kg、水泥4袋；水灰比为0.7:1时，搅拌桶容积0.39m3，满桶时：用水270 kg、水泥8袋；桶2/3处：用水160 kg、水泥5袋。
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3.施工工艺和技术要求
（1）注浆孔施工工艺
1）打眼前，首先要认真敲帮问顶，及时用长柄工具找掉危岩，确认安全后方可作业。
2）顶部注浆孔深顶部不低于20m，帮部不低于15m，孔径为32mm，浅部注浆孔深顶帮均为1-2m，孔径为42mm。施工时，先使用风锤配合直径42mm的钻头施工浅孔，然后使用锚索机在该孔再向上施工。
3）打完眼后，要用压风把眼内的积水、岩粉清理干净。
4）封孔前，先用注浆锚杆（管）插入孔内试探注浆孔的深度，看孔深是否符合要求，孔深不够时，应重新打眼直到达到要求为止。
5）封孔时要在封孔内预留不低于12#铁丝（双股），与1m浅注浆管同时穿进注浆孔内，铁丝开口在注浆孔内，环形在外。孔内预埋长度不低于300mm，外露30-50mm，注浆时枪头铁丝穿入环形孔，形成二次保护。
（2）注浆工艺
1）注浆参数的选择：注浆时先用稠浆注浅部孔，浅孔正常注浆压力控制在1.0MPa以内，如附近有跑浆的地方应及时封堵，由于有深孔卸压，注浆压力小比较好封，浅层低压注浆要反复压入、反复封堵，等长管返水、返浆时暂停注浆，1个班后，进行深孔高压注浆，注浆压力3-3.5 MPa。
2）注浆前，先对各连接管路、阀门、设备等进行检查后用清水试压，试验压力必须大于最大注浆压力。
3）深孔注浆须保证及时性，注浆工程不得滞后巷修工程50米，特殊情况进行措施变更申请；为确保注浆管路安全，注浆机距离注浆孔位置最长距离不超过80米，否则必须及时挪移设备。
4）注浆方式：考虑到围岩松散破碎，可能出现注浆时窜浆堵孔问题，可采用泥墙或复喷堵漏方法。注浆地点前后50米范围水沟内必须用泵截水，及时安排人员观察水沟内是否有漏、窜浆情况，注浆时底板窜浆时，用干水泥灰踩踏堵漏。
5）安装注浆锚杆：浅部孔采用风锤钻孔，深部孔采用锚索机钻孔，用扫眼器吹尽孔内水及岩粉，将注浆锚杆（管）插入孔内，注浆管外露：注浆管外露长度为100-200mm。用塑料布包好注浆锚杆丝头部分螺纹，用树脂锚固剂封孔，锚固剂来劲后，方可注浆。在安装注浆锚杆时，为防止锚杆孔倾斜角度大而造成锚杆下滑，在插好注浆锚杆后，可使用小木楔或道钉将注浆锚杆固定在孔内，要楔到与巷道壁平。
6）注浆准备工作：安装就位注浆泵，搅拌筒、清水桶、浆液桶及管路，形成注浆系统。
7）压力调整：注浆压力有时渐变，有时成波状，调整压力应与孔内情况、浆液浓度等密切配合，当浆液浓度确定之后，用人为的方法控制泵量，使压力达到终压。
8）浆液调整：浆液在岩层裂隙中、充填阶段中如压力和注浆量稳定不变，应逐级加大浆液浓度，如压力上升快，进浆量很快减小，应依次降低浆液浓度，每改变一次浆液浓度持续2min。
9）压水实验：每孔终孔测水后接通输浆管路进行压水试验，压力由小到大逐步升压到终压注清水1min。
10）注浆：注浆设备采用ZBY3/7.0-11型注浆泵；注浆液采用浆液搅拌桶搅拌配制，先按水：水泥=0.7：1（1：1）的比例将清水加入拌料桶内，再按比例加入水泥，水泥要粗筛去除杂质，然后放入搅拌容器内，混合搅拌均匀，然后开始注浆；注浆前按要求把注浆设备、阀门、高压注浆管路连接好，快速接头连接牢固，确认系统连接准确、安全可靠后，开始注浆；注浆过程中，注意检查巷道壁局部是否有漏浆现象，如有漏浆现象时，必须及时停止注浆，用快速水泥或黄泥进行封堵，当快速水泥凝固后，再继续注浆，以防浆液继续泄漏；当注浆孔达到设计终压后，降低流量5min，即可停机关闭注浆阀门，再开启泄压阀后才能换孔注浆。注浆阀待浆液初凝约半小时后，方可拆卸。注浆结束后要封孔。
4.结论
1）刘庄煤矿西一采区回风二石门受工作面采动影响，应力集中程度高，巷道围岩受到采动应力影响，围岩裂隙发育，巷道围岩局部甚至出现顶帮变形严重、底板鼓起；
2）矿方对西一回风二石门实施注浆工艺，有效加固巷道围岩，保证了巷道正常通风，满足了工作面正常生产需求。
论文作者:施宗申
论文发表刊物:《防护工程》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/27
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