注漿技術在煤巷加固中的應用

邢龍龍

摘 要：文章以神木某礦區膠運順槽的注漿加固治理為工程背景，分析了注漿技術的加固機理，并系統介紹了注漿作業各階段的施工工藝及要求。經過加固后的監測分析發現，巷道圍巖裂隙停止發育，圍巖變形得到有效控制，有效提高了巷道圍巖的自持能力。文章對利用注漿法進行巷道圍巖治理工程具有重要指導意義。

關鍵詞：巷道治理；注漿技術；煤巷加固

引言

注漿加固技術是巷道圍巖加固的常用技術之一。在采用注漿進行圍巖加固時，首先應按照設計要求進行鉆孔作業，并將具有一定配比的漿液灌注入圍巖。漿液在巖層中會通過填充、滲透等方式，把空隙中的水分及空氣排出，同時在強大的注漿壓力作用下，漿液會對圍巖造成破壞，進而對巖石起到劈裂作用[1-2]。隨后，漿液會及時充滿巖石劈裂處，從而對巖石起到填充和擠密的作用。此外，當漿液凝固之后，利用漿液膠結作用，可以使巖塊的緊緊粘結在一起，從而有效提高了圍巖的整體性，實現了提高巷道圍巖穩定性的目的[3-4]。

神木某礦區15204工作面膠運順槽距停采線約750m-280m范圍內發生嚴重圍巖破壞，兩幫煤體明顯鼓出，部分位置出現煤體破碎現象，幫部支護體系亦受到不同程度破壞；頂板下沉嚴重，部分位置下沉量達到1000mm，頂板中間部位出現嚴重破碎現象，增加U型鋼進行補強支護；巷道底鼓明顯，最大底鼓量在700mm以上。

由于圍巖嚴重變形，巷道穩定性無法保證，已經對煤礦正常生產造成不利影響。經過深入分析，造成巷道圍巖破壞嚴重的主要原因是由于該區域上部覆巖厚度變化較大，造成最大主應力方向與巷道軸向近于垂直關系，在強大的地應力作用下，巷道圍巖很難保持穩定。經過調研分析，決定采用注漿加固技術進行圍巖加固處理。

1 注漿加固作用機理

1.1 提高軟弱節理強度。漿液通過其膠結作用，可以填充、凝結松散塊體，明顯提高節理面的強度，從而提高了巖體間的整體性，達到提高圍巖穩定性的目的。

1.2 降低巖石風化。通過漿液的填充作用，可以有效阻止空氣的進入，對巖石起到保護作用，從而能夠有效減少巖石的裸露面積，降低巖石受風化的程度。

1.3 提高圍巖整體性。當對較松散的圍巖進行注漿處理時，通過膠結作用可以使松散的塊體再次粘合成為整體，提高圍巖的整體性，從而能夠充分發揮圍巖的自承能力。

2 施工工藝

2.1 注漿準備

2.1.1 巷道整形。清除破壞支護結構，如已經破壞的錨桿、鋼架等，進行消幫削頂等技術處理，盡量增大巷道凈空面積（同時避免對支護體系造成破壞），使巷道重新成型。

2.1.2 采取必要的加強支護措施。在破壞嚴重區域，應當采取加設鋼拱架、木跺架、對原有支護體系進行修整加強等措施。

2.1.3 封閉巷道表面。為了防止漿液跑出，降低注漿效果，在注漿前，應充分保證圍巖表面縫隙被封閉，這樣才能保證在壓力作用下，漿液能夠起到填充、滲透、劈裂、擠密等作用，保證注漿效果。封閉巷道的注漿材料可以選擇水泥、水玻璃雙液，亦可采用化學漿封孔。

2.2 注漿作業

2.2.1 注漿孔布置：鉆孔時，用直徑為40mm的鉆機進行鉆孔作業。注漿孔間采用五花眼布置，這樣的布置形式可以有效避免了注漿死角的出現，保證注漿效果。注漿擴散半徑設計值為950mm，設計注漿孔間、排距為1.3-1.6m，這樣可以有效保證漿液均勻分布。同時在底腳、煤柱邊等特殊位置，應進行特殊處理。

2.2.2 充填注漿。為了充分保證巷道圍巖的封閉性，在正式注漿前應采取壁后充填性注漿，以此對圍巖前部的空隙進行填充加固。進行填充注漿時的水灰比為1：0.75，注漿壓力設計為0.2～0.8MPa。

2.2.3 注漿。首先應保證注漿設備正常，注漿管路通暢。經上述調試確認之后，方可進行注漿作業。注漿材料選用425普通硅酸鹽水泥，水灰比為1：0.6～0.8，并使用攪拌機攪拌5～10min，進而進行注漿作業，采用3.0～5.0MPa的注漿壓力，注漿孔間采用五花眼布置，放煤小井附近5m范圍內停止注漿以防漏液，當注漿壓力達到設計要求時停止注漿。注漿管采用1.3寸無縫鋼管制成，注漿管長度為1000mm，孔口螺紋段100mm，端頭打孔段為500mm。

2.2.4 清理注漿工具。注漿完畢之后，為了保護注漿工具，應當及時對注漿管、注漿泵等工具進行有效清理。

3 結束語

文章以神木某礦區15204工作面膠運順槽為工程背景，詳細論述了采用注漿加固技術對巷道圍巖的加固機理及注漿作業的施工工藝，經過注漿加固后，巷道圍巖裂隙停止發育，圍巖變形得到有效控制，從而有效防止了圍巖塑性區的不斷擴大，提高了巷道圍巖的自持能力，保證生產的正常進行。

參考文獻

[1]許萬忠，潘進兵，周治平，等.節理裂隙巖體注漿滲透模型分析[J].中國鐵道科學，2010，03：47-51.

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[3]楊米加，陳明雄，賀永年.注漿理論的研究現狀及發展方向[J].巖石力學與工程學報，2001，06：839-841.

[4]鐘玉明.淺談注漿加固原理[J].中國高新技術企業，2009，3：127-129.