采用超前鉆孔注漿過破碎區的支護技術

劉 洋

（龍煤集團鶴崗分公司 安監局，黑龍江 鶴崗 154100）

采用超前鉆孔注漿過破碎區的支護技術

劉 洋

（龍煤集團鶴崗分公司 安監局，黑龍江 鶴崗 154100）

針對礦山壓力較大礦井存在一旦暴露就易垮落的松散圍巖，采用快速有效的超前鉆孔注漿加固，形成再生假頂，從而實現調動圍巖自承力的內注外錨加固技術，是一種安全上可靠、技術上可行、經濟上合理、較強，推廣前景遠的支護技術。

松散圍巖；超前鉆孔；內注外錨；實用性

隨著開采深度的增加，礦山壓力增大，加上地質賦存復雜，出現了一大類極不穩定圍巖條件，他們共同的特點是整體性差，破碎松散，自穩時間短，一旦暴露容易垮落，并出現成孔困難，無法直接實現鉆孔安裝錨桿的施工過程，存在安全隱患，故需要一種快速有效的超前加固方法，對有預見斷層破碎帶和煤巖松散帶，先進行打超前長鉆孔注入馬麗散等速凝材料加固圍巖后再掘進，能有效地防止抽冒頂事故的發生。

1 注漿支護原理

深入破碎區打超前鉆孔高壓注速凝材料加固，及時封堵圍巖的裂隙，在極短的時間內使松散破碎的煤巖膠結或整體，從而提高了巖體的內聚力，內摩擦強度和彈性模量，改變圍巖自身物理力學性質，改進支護系統的薄弱環節，實現利用圍巖本身承載力作為支護結構的一部分，確保支護系統的穩定。經注漿加固充填后的圍巖形成再生假頂，它彈性大，抗壓抗剪強度高，有效起到超前臨時支護作用，在其掩護下續之進行錨、網、索、噴、支護工藝，從而實現調動圍巖自承力的內注外錨加固技術。

2 注漿參數選擇

采用超前長鉆孔注漿過破碎區支護技術，其中注漿效果是整個復合支護成功的前提，因此，注漿技術性能確定和參數選擇就成了關鍵性的因素。

2.1 漿液材料和比例的確定

由于破帶煤巖松散，根據漿液的流動性、粘滯性和凝結時間，所以選擇能快速固化的化學漿液馬麗散，其主要成分是樹脂和催化劑兩種溶液，通過多功能注漿泵混合管口，按1∶1比例高壓注入冒頂空間,逐漸滲透到破碎圍巖縫隙,并在2 min內就可粘結煤巖，2h后形成再生完整假頂。

2.2 注漿桿體選擇

注漿桿選用一次性中空粗螺紋鋼管，長度1 m，螺紋為連續形，可任意加長，操作簡單方便。

2.3 注漿孔的布置

注漿孔的孔間距主要由滲透半徑決定，圍巖較軟、破碎嚴重，注漿壓力大，滲透半徑越大，反之越小，一般滲透半徑R在0.8m～1m之間。為保證滲透范圍有一定交叉，所以應比兩倍滲透半徑小，取0.7系數，得出注漿孔的間距一般在1.0m～1.4m之間。

2.4 注漿深度、角度確定

注漿深度盡量深，根據巷道幫頂片落深度，深淺鉆孔結合、相互疊加布置，要深入破碎區邊緣比較合適，超前長度一般在3.0 m～5.0 m之間，角度在15°～25 °之間。

參數選擇不是一成不變，要根據圍巖的賦存條件，因地制宜，合理確定，才能取得良好的加固效果，但要實現錨注一體化，安全穿過破碎帶，必須加強現場施工管理。

3 施工方法及工藝

3.1 地質預測預報

工程施工前，應預知本區域的地質概況，包括圍巖特征、斷層要素、瓦斯含量及破碎帶的位置及影響范圍等，以便超前采取針對性的防范措施。

3.2 施工方法

掘進時巷道先掘出上半部，循環進度不得超過注漿長度的二分之一，采用放小炮周邊隔眼揣藥控制煤破，必要時用風鎬或手鎬成型，從而減少爆破對圍巖的震動破壞。一旦出現抽冒，不可急于出貨，因為大量出貨可能造成大范圍冒頂，難以維護，應迅速打鉆注漿加固，形成再生完整假頂，度過抽冒區。

為保證整體支護效果，宜選用高強度螺紋鋼樹脂錨桿，加長或全長錨固，并做好錨桿拉撥受力測試，確保錨固力不得小于60 kN，必要時加打錨索，最后掛網噴碹成巷，但噴體不宜過厚，以柔性和均勻性為主，一般取70mm～100mm之間。

4 安全效益分析

龍煤集團南山煤礦是個地質構造復雜的高瓦斯突出礦井，在多次緊急重點工程中，遇斷層破碎帶，由于超前進行了注漿加固，使壁后充填密實，保證了載荷均勻地作用在組合拱支護體上，避免出現應力集中點而走造成的局部首先破壞，并與錨、網、噴形成支護整體。經實際觀測，有效地控制巷道的變量，同時能封閉圍巖裂隙，隔絕空氣，防止圍巖風化和煤層自燃發火，又能防止斷層內瓦斯、積水大量涌出，避免自然災害的發生。

Supporting Technology of Passing through Broken Districts by Pilot Boreholes Grouting

LIU Yang
(Supervision Bureau for Work Safety,Hegang Branch Company of Heilongjiang Mining Group,Hegang Heilongjiang 154100)

Under bigger ground pressure,once exposed in the air,loose surrounding rocks are likely to collapse.The fast and effective pilot boreholes grouting support was used to formreproducing roof strata and to realize automatic surrounding rocks'bolting-exterior-and-grouting-interior technology,which is reliable,feasible,and promising supporting technology.

loose surrounding rocks;pilot boreholes;bolting-exterior-and-grouting-interior;practicability

TD352+.5

A

1672-5050（2010）11-0040-02

編輯：劉新光

2010-09-19

劉 洋（1972—），男，河北安國人，本科，工程師，從事煤礦安全監察工作。