沿空掘巷注漿加固支護(hù)應(yīng)用

李國(guó)青

摘 要：平頂山天安煤業(yè)九礦有限責(zé)任公司丁5.6.22160風(fēng)巷掘進(jìn)工作面沿空掘巷施工，巷道留設(shè)煤柱為5m，為提升煤柱實(shí)際承載能力，人們采用沿空掘巷支護(hù)方案中采用錨網(wǎng)索支護(hù)并配合注漿加固技術(shù)以提高煤柱的承載能力。通過(guò)對(duì)注漿加固技術(shù)提高煤柱的承載能力，以達(dá)到控制沿空掘巷側(cè)圍巖穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：沿空掘巷；注漿加固；圍巖控制

煤礦為提高煤炭采出率，采用了沿空掘巷布置回采巷道。但沿空掘巷沿空側(cè)煤柱如何支護(hù)，是一個(gè)難題。平頂山天安煤業(yè)九礦有限責(zé)任公司根據(jù)丁5.6.22160風(fēng)巷現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，結(jié)合工程實(shí)踐，在丁5.6.22160風(fēng)巷采用了以留設(shè)小煤柱的方式進(jìn)行沿空掘巷，對(duì)沿空側(cè)煤柱錨網(wǎng)索支護(hù)后進(jìn)行注漿加固。

1 地質(zhì)條件

丁5.6.22160風(fēng)巷設(shè)計(jì)總工程量為1006m，巷道的用途是為形成丁5.6.22160綜采工作面運(yùn)輸、行人、回風(fēng)等。巷道煤層厚度在1.2～ 4.5m之間，賦存不穩(wěn)定，平均3.4m。煤層傾角東陡西緩，傾角8°～24°，平均14°，傾角變化大。丁5.6.22140采面已回采完畢結(jié)束一年，丁5.6.22160風(fēng)巷沿空掘巷，巷道留設(shè)煤柱為5米。該巷道煤層賦存較穩(wěn)定，但局部煤厚變化大，會(huì)有多處出現(xiàn)煤層合層和分層現(xiàn)象，煤層傾角、厚度及走向坡度變化大。

2 巷道錨桿支護(hù)技術(shù)

2.1 關(guān)鍵支護(hù)技術(shù)

基于5.6.22160風(fēng)巷工作面沿空巷道的實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)狀，在實(shí)際設(shè)計(jì)錨桿支護(hù)方案時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題應(yīng)為：錨桿的預(yù)緊力與支護(hù)強(qiáng)度。錨桿預(yù)緊力應(yīng)適中。當(dāng)應(yīng)用煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)時(shí)，通過(guò)強(qiáng)化錨桿預(yù)緊力，一方面可讓錨桿由被動(dòng)支護(hù)變?yōu)橹鲃?dòng)支護(hù)；另一方面可增強(qiáng)錨桿的錨固力，讓沿空掘巷圍巖實(shí)現(xiàn)小結(jié)構(gòu)的高阻讓壓，進(jìn)而有效控制圍巖實(shí)際變形量。錨桿支護(hù)強(qiáng)度應(yīng)合理。通過(guò)增強(qiáng)錨桿支護(hù)強(qiáng)度，可顯著增加巷道圍巖錨固結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。較高的支護(hù)強(qiáng)度，不僅可強(qiáng)化圍巖結(jié)構(gòu)，而且可使錨桿與圍巖構(gòu)成較強(qiáng)的承載結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步增強(qiáng)錨固結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。錨桿可經(jīng)圍巖松動(dòng)圈或破碎帶進(jìn)一步深入至穩(wěn)定巖中，加之給錨桿施加的預(yù)應(yīng)力，可顯著增強(qiáng)錨桿的主動(dòng)支護(hù)性，進(jìn)而對(duì)圍巖變形進(jìn)行有效控制。與錨桿支護(hù)相配套的金屬網(wǎng)，鋼帶等部件，可協(xié)助防范巖體的破裂與突然冒漏，同時(shí)可更好的協(xié)調(diào)錨桿受力，讓錨桿的整體支護(hù)效果得到充分發(fā)揮，可顯著增強(qiáng)錨桿錨固范圍內(nèi)圍巖的穩(wěn)定性，連續(xù)性，讓支護(hù)體系更牢固。但錨桿強(qiáng)度提高的同時(shí)，也增加了材料成本的投入，所以合理的錨桿支護(hù)強(qiáng)度顯得非常重要。

2.2 支護(hù)技術(shù)方案

丁5.6.22160風(fēng)巷沿空掘巷巷道斷面為斜矩形狀，巷道掘進(jìn)工作面凈寬4600mm左右、凈高3300mm左右，巷道頂板的支護(hù)及幫部的支護(hù)都采用的是錨網(wǎng)+鋼帶+錨索的支護(hù)方式，頂幫采用的是MG500.Φ22×2400mm的高強(qiáng)錨桿，安裝預(yù)緊力為320N.m。錨桿間排距為750mmx800mm，并與W275.4.4500.800.6型（長(zhǎng)、寬、厚分別為4500mm、275mm、mm）的W鋼帶以及網(wǎng)孔為40mmx40mm規(guī)格為4600mmx900mm的Φ3.8mm金屬編織網(wǎng)相互配合使用。應(yīng)用了直徑為17.8mm的錨索、長(zhǎng)度為7m的鋼絞線，該錨索的實(shí)際張拉預(yù)緊力可達(dá)200kN左右，錨索間排距為1600mmx1600mm，右圖為該沿空掘巷支護(hù)斷面圖。

3 巷道注漿加固技術(shù)

3.1 注漿加固方案

根據(jù)沿空掘巷具體支護(hù)方案，并與作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況相結(jié)合，可通過(guò)注漿來(lái)加固巷道圍巖。注漿加固材料可選用425#水泥漿、ACZ.Ⅰ型水泥添加劑。在丁5.6.22160風(fēng)巷工作面小煤柱沿空巷道幫部開(kāi)展注漿作業(yè)，可把注漿孔布設(shè)為矩形狀，讓孔與孔的間距在2.0m左右，孔深控制5m左右，注漿孔與煤壁相垂直。可依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件及相關(guān)理論選用恰當(dāng)?shù)淖{工藝與注漿順序，來(lái)進(jìn)一步提升小煤柱的實(shí)際注漿加固效果，同時(shí)應(yīng)采用必要的注漿安全保障措施來(lái)進(jìn)一步確保安全施工。在實(shí)際注漿時(shí)，應(yīng)及時(shí)記錄好各注漿孔的實(shí)際注漿情況，并應(yīng)做好現(xiàn)場(chǎng)注漿情況的及時(shí)反饋工作，以便更好的保障安全施工。

3.2 巷道控制效果分析

在實(shí)際支護(hù)作業(yè)中，可借助巷道監(jiān)測(cè)技術(shù)來(lái)實(shí)時(shí)觀測(cè)巷道圍巖情況，以更好的保障錨桿支護(hù)效果及巷道注漿加固效果達(dá)標(biāo)，并及時(shí)掌握圍巖的實(shí)際穩(wěn)定狀況。另外可在沿空巷道中創(chuàng)建測(cè)站，通過(guò)測(cè)站來(lái)觀測(cè)各種數(shù)據(jù)，并準(zhǔn)確處理分析所得的表面位移量與頂板離層數(shù)據(jù)。經(jīng)實(shí)際觀測(cè)，人們可知未注漿頂?shù)装搴蛢蓭褪艿讲蓜?dòng)影響變化劇烈，表面移近量與移近速度都相對(duì)增大；隨工作面的逐步向前施工，表面位移速度也會(huì)有所下降。采取注漿加固后，頂板離層儀的淺基點(diǎn)的離層值大于了深基點(diǎn)的離層，但變化趨勢(shì)大致一樣，說(shuō)明注漿可有效減少圍巖頂板離層量。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐表明，沿空掘巷注漿支護(hù)能很好的控制圍巖穩(wěn)定性，且效果明顯。

4 結(jié)論

（1）采用注漿加固技術(shù)進(jìn)行沿空掘巷施工，可顯著加固巷道，可取得較好的支護(hù)效果。（2）在進(jìn)行煤巷錨桿支護(hù)作業(yè)時(shí)，關(guān)鍵應(yīng)確保錨桿的預(yù)緊力達(dá)標(biāo)以及支護(hù)強(qiáng)度足夠大。（3）應(yīng)用水泥漿+添加劑材料來(lái)注漿加固沿空掘巷小煤柱，可使小煤柱具備一定自承能力，可進(jìn)一步提升小煤柱的牢固性，穩(wěn)定性，可實(shí)現(xiàn)安全護(hù)巷。 （4）經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)可知，沿空掘巷實(shí)際變形量相對(duì)較小，圍巖整體會(huì)更穩(wěn)定，且頂板離層量也是在要求范圍內(nèi)的，巷道頂板圍巖也不會(huì)產(chǎn)生較大的內(nèi)部破裂，可達(dá)到安全生產(chǎn)相關(guān)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]康紅普，馮志強(qiáng).煤礦巷道圍巖注漿加固技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì).煤礦開(kāi)采，2013（03）：10.13.

[2]向東輝.深井大斷面井筒壁間注漿加固技術(shù)研究.煤礦現(xiàn)代化，2017（06）：51.53.