摘要：针对刘庄煤矿120502切眼及轨道顺槽受120601工作面采空区影响，围岩裂缝发育，巷道围岩顶板破碎严重，巷道两帮变形严重、底板鼓起严重等问题，采用巷道围岩注浆加固技术，有效加固了巷道围岩的整体稳定性和主动支撑强度，改善了巷道支护条件，保证了巷道正常通风，满足了工作面回采期间正常生产需求。
关键词：刘庄煤矿；采空区；应力集中；顶板变形
一、工程概况
由于刘庄煤矿120601工作面采空区来压程度加大，120502切眼及120502轨道顺槽巷道因受采空区影响，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、巷道底板鼓起严重，为确保工作面回采期间巷道安全，保证巷道正常通风，满足工作面回采期间安全生产的正常需求，对120502切眼及120502轨道顺槽实施注浆工艺，以加固巷道围岩。
二、施工方案及施工准备
（一）施工方案：
1）采用ZBY50/7-11型注浆机注浆，锚索机施工注浆孔。
2）注浆站根据注浆位置变化随时挪移注浆机，原则上注浆机距注浆位置不超过100m。在120502切眼注浆时，注浆机放置处需卧底形成不低于4m的平台。超过50m时，要设置可靠的通讯装置（电话或点铃）。
3）120601工作面采空区注浆：在顶板及右肩窝向上各施工1个孔，注浆孔8-12m一组，钻孔深9-13m，终孔位置控制在打透采空区位置，采空区最端头下一根1m的注浆花管。先注单液浆，单个注浆孔单孔吃浆量达到40袋水泥时，及时调大水泥浆注浆浓度或调整为注双液浆，具体根据施工情况及时调整，注浆终压2Mpa视为注满。（注浆孔具体数量、角度、深度等可根据现场实际调整）。
4）将原120502轨道顺槽分隔成段后，对每段之间注单液水泥浆，注浆孔按10m一个布置，局部吃浆量大段根据巷道吃浆情况及巷道层位及时调整注浆孔布置参数。
（二）施工准备：
1）根据地测科提供的数据，提前明确施工注浆孔位置及角度。
2）施工前，首先将风、水管接到施工地点，拨好风水拨头，准备齐施工所需要的工具和材料。注浆软管由注浆站引出，从皮带机下方过到皮带机外侧，然后从轨道下方穿过连接至锚注管。
3）在注浆站附近皮带机上方用马腿配合70mm厚大板搭设平台，注浆用料堆放在平台上。
4）施工前，应认真检查施工区域的顶、帮情况，发现有浮煤活矸必须立即用长柄工具找掉，确认安全后方可作业。
5）施工前用旧风筒布保护好施工区域的电缆线、风水管路等，注浆结束后把设备及管线清洗干净。班前必须进行安全检查，发现隐患必须立即落实整改，确认安全后方可施工。
6）施工前备好棉纱、锚固剂、黄泥、坡度规等用具
三、注浆材料及注浆技术要求
1）注浆铁管采用Ф20mm的无缝钢管制作，钢管壁厚2.5mm，长度分别为L=1000mm，L=2000mm搭配使用，两头制作M20的螺纹，注浆管之间用配套的束结（卡箍）连接。锚注管杆体上每隔300mm对称T字型布置梅花Ф6mm的注浆孔，长度不小于500mm，锚注管两端开口，另一端60mm制作成M20的螺纹和其他杆体连接。杆体螺纹在锚注管打运和安装使用过程要注意保护完好。
2）为尽快将原巷道分段隔开，每隔20m布置一组注浆孔注双液浆，每组三个注浆孔，注浆孔终孔位置分布位于巷道中间、顶板（2个孔）附近。先注中间孔，再注顶板孔，最上面孔作为检验孔。
3）帮部注浆孔深7m—15m，开孔位置在底板以上1200mm—1500mm，按仰角10°—30°施工，具体角度根据两巷层位关系做适当调整。
4）巷道底鼓严重时，卧底后在巷道地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）注浆管外露50～200mm，用树脂锚固剂封孔长度不小于200mm，并用两道双股12#铁丝固定在最近的锚网上。
6）水泥选用P•C 32.5复合硅酸盐水泥，粉煤灰掺入水泥使用，高压软管采用φ25mm×10m，端头选用φ25mm×1m。
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7）水泥浆水灰比为1.2：1，搅拌桶容积0.31m³，满桶时：用水240kg、水泥4袋（水泥3袋，粉煤灰1袋）。注单液浆时可根据情况调整浆液浓度，粉煤灰掺人比例40%～60%。
8）水玻璃稀释液按水：水玻璃=1：1混合。容液桶容积0.224m³，满桶用水125Kg，水玻璃125Kg。
9）采用双液注浆时，水泥浆：水玻璃稀释液为8：1。
四、施工工艺和技术要求：
（一）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）利用原有注浆孔注浆，新开眼孔时按照顶板位置按不小于75°施工，使用锚索机造孔。
3）打注浆孔时，必须带水施工，严禁打旱眼。施工顶部注浆孔深顶部不低于20m，帮部不低于15m，孔径为32mm；浅部注浆孔深顶部为1-2m，孔径为42 mm。施工时，先使用风锤配合直径42 mm的钻头施工浅空，然后使用锚索机在该空再向上施工。
4）打完眼后，要用压风把眼内的积水、岩粉清理干净。
5）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。安装注浆管时，严禁用铁器直接敲击注浆铁管。封孔时要在封内预留不低于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。
6）注浆管安装到位后孔口用球阀闭实，注浆管周围用锚固剂封堵严实。注浆时枪头铁丝穿入环形孔，形成二次保护。
（二）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，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，注浆压力为3-3.5MPa。
2）注浆准备工作：安装就位注浆泵，搅拌桶、清水桶、浆液桶及管路，形成注浆系统。
3）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，实验压力必须大于最大注浆压力。
4）巷道注浆必须保证及时性，对巷道变形部位，严格按设计要求进行刷扩，注浆工程不得滞后巷修工程50m；注浆机距离注浆孔位置最长距离不超过80 m，否则必须及时挪移设备。
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，用打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，用锚固剂封孔，锚杆剂来劲后方可注浆。
6）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，可采用泥墙或者复喷堵漏方法。注浆地点前后50米范围内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。
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）压力实验：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ZBY50/7-11型注浆机；注浆液采用浆液搅拌桶搅拌配制，先按水：水泥=1.2：1的比例将清水加入搅拌桶内，再按比例加入水泥，水泥要粗筛去杂质，然后放入搅拌器内，混合搅拌均匀，然后开始注浆。注浆过程中，注意检查巷道壁局部是否有漏浆现象；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。
五、结论
1）刘庄煤矿120502切眼及120502轨道顺槽受120601工作面采空区影响，应力集中程度高，巷道围岩受到采空区应力影响，围岩裂隙发育，巷道围岩局部甚至出现顶板破碎、巷帮变形严重、底板鼓起。
2）目前矿方对120502切眼及120502轨道顺槽实施注浆工艺，有效加固巷道围岩的整体稳定性和主动支撑强度，保证了巷道正常通风，满足了工作面回采期间正常生产需求。
参考文献：
[1]施宗申.煤矿注浆施工工艺研究【J】防护工程，2017年第17期
论文作者:张亚
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/15
标签：注浆论文; 巷道论文; 围岩论文; 浆液论文; 采空区论文; 工作面论文; 顶板论文; 《电力设备》2019年第19期论文;