簡述錨注支護在礦井的應用

湯玉石

（淮南礦業集團 新莊孜煤礦，安徽 淮南232074）

0 概述

本掘進面為石門掘進巷道，位于我礦井田西部，劃分為西七采區。本區B7b、B9b 煤層分別采至-426.7m、-425.9m 標高； C13 煤層-530水平以上均已全部回采完畢，回采至-524.1m 標高；B11b 煤層-400 水平以上全部回采完畢，-530 水平除西五采區3 號石門以西第一階段（-379.0m～-422.886m 標高）作為地質損失未回采，其余已回采完畢，回采至-512.6m 標高； 本面位于西五采區B11b、C13 煤層雙重采動影響范圍內，且本面掘進將先后穿過B11b、C13 煤層采空區。

1 支護方式的選擇

根據本面掘進所處地質條件，巷道掘進過程中將先后穿過B11b、C13 煤層采空區，且受西五采區B11b、C13 煤層雙重采動影響。由于先期煤層開采破壞了巖體的原始應力場，使得采場圍巖和采空區的應力發生變化并重新分布， 從而引起圍巖尤其是采空區上覆巖層發生變形、開裂及破壞。 若單單采用原有的U 型棚支護工藝，將存在以下安全隱患，不利于安全生產。 一是，頂板煤（巖）松散破碎，難以進行支護管理，多發生抽冒，不利于安全掘進；二是，采空區內存在裂隙，易造成采空區內自燃發火，增加通風防火隱患；三是，巷道受采動影響，后期掘進時巷道受壓影響，若單單采用U 型棚支護，容易出現損壞變形，增加巷道后期維修量。為了杜絕此類安全隱患的發生同時減少后期巷道維修量、節約材料成本、提高經濟效益，確保安全，故采用在掘進過采空區之前，向采空區打設鉆孔，通過注漿泵向鉆孔注入水泥砂漿，通過水泥砂漿的凝結作用使得松散、變形的圍巖膠結成一整體，改變了圍巖的松散狀態，提高了巖體的內摩擦角和內聚力，從而提高了巖體的強度和圍巖的整體穩定性，使得破碎的頂板連接成整體，為后期掘進創造了有利條件。

2 施工工藝介紹

2.1 施工前期準備工作

（1）掘進至距采空區法距10m 前，由礦地測科設計地質前探鉆孔，由礦鉆機隊實施前探工作，以探明采空區的位置及采空區內瓦斯、出水情況。

（2）前探工作結束后，由地測科下達聯系書，聯系書中需涉及：采空區位置（以現場測量點控制）、采空區內瓦斯、水量情況。

（3）施工單位根據聯系書，正常向前掘進，在掘進至距采空區5m前，向采空區均勻打設注漿孔下注漿管，實施注漿工藝。

（4）待圍巖穩定后，再進行掘進架U 型棚過采空區。

2.2 施工工藝介紹

（1）工藝流程：噴漿加固巖面→打設注漿孔→下注漿管孔、固定管孔→注漿→架U 型棚過采空區

（2）注漿施工設備及材料見表1。

表1

（3）施工要求：

①注漿孔布置：注漿孔應布置在迎頭巷道周邊輪廓線上，布置5個孔，分別為：正頂一個，巷道兩幫各一個，巷底一邊一個。注漿孔孔深不少于2.5m，與巷道底板夾角為20°；②孔口管要埋入牢固，注漿時，施工人員不得正對孔口管，防止拔管傷人；③注漿時，要安排人員對注漿系統檢查，發現跑漿和異常情況時，及時停止進行處理；④注漿壓力：所有注漿孔注漿壓力正常為0.3MPa,最大不得超過0.5 MPa，注漿量以壓力達0.5MPa 或注不進去為止； ⑤注漿造成孔口或周圍附近大量漏漿時，必須采用間歇式注漿，間歇時間為10～30 分鐘，間歇期間對漏漿處噴漿堵漏，并應注雙液漿；⑥每次注漿前要檢查管路連接及設備的完好情況，確保在完好、安全可靠的狀態下施工，且輸漿管與注漿管、注漿泵接茬處必須各按一個閘閥控制，每次注漿完畢撤除輸漿管時必須待注漿泵停止運轉后再將兩閘閥關閉后方準撤除輸漿管，必須待24 小時后方準撤除孔口閘閥防止孔內漿液噴人； ⑦每次注漿結束后，必須用清水沖洗注漿泵及管路，保證設備管路清潔。

（4）注意事項：

①打設注漿孔時，必須對巷道周邊進行封閉式噴砼管理（為防止巖面有裂隙，后期注漿時出現漏漿現象），噴砼強度等級C20，噴砼厚度一般控制在50mm 左右；②對局部掉頂較高段，注漿管要適當加長；③打設注漿孔時嚴格執行敲幫問頂制度，浮矸危石清理干凈，錨注孔方向要與巷道輪廓垂直 （底孔除外）； ④各管路連接要采用專用連接銷，不可用鐵絲固定；⑤打眼時，操作人員要躲開眼口方向，站在安全側面，扶機人員要躲開眼口方向；⑥為防止斷釬傷人，推進風錘不要用力過猛， 更不能橫向加壓； ⑦打設的注漿管要用鐵絲固定在U 型棚上；⑧掘進架U 型棚過采空區期間為避免圍巖凝結效果出現異常，必須采用掘一棚架一棚，人工進行掘進，嚴禁機械進行架棚；⑨架棚過程中要備有一定的防抽冒材料，以防頂板出現異常。

3 效果分析

3.1 通過向采空區注入水泥砂漿，使得松散、變形的圍巖膠結成一整體，改變了圍巖的松散狀態，極大提高了巷道圍巖的巖體強度，對于巷道正常掘進起到了安全保障。

3.2 通過向采空區內注入水泥砂漿，減少了圍巖裂隙的產生，同時隔絕了采空區與外界的空氣流通， 進而抑制了采空區自然發火隱患，為礦井防火安全工作奠定了基礎。

3.3 若采用單一的U 型棚支護，巷道受壓變形速度，增加了巷道維修量，進而材料投入量大，增加了成本。 通過向采空區注入水泥砂漿，使得松散、變形的圍巖膠結成一整體，改變了圍巖的松散狀態，極大提高了巷道圍巖的巖體強度，進一步增強巷道承壓能力，減少了巷道損壞程度。 減少了巷道后期維修量，節約了成本，提高了經濟效益。

3.4 減少了人員作業的風險。煤礦掘進最主要的是頂板管理。通過注入水泥砂漿進一步固結了頂板，加強了頂板的強度，為人工作業帶來安全。