高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力注漿錨索的應(yīng)用探析

張春光

（平煤股份九礦，河南 平頂山 467000）

1 概況

平煤股份九礦丁5-6-22160風(fēng)巷處在-590～-640m位置，為小煤柱沿空送巷巷道，采用錨網(wǎng)索支護(hù)。巷道埋藏較深，地應(yīng)力較大，且斷面較大，緊鄰丁5-6-22140綜采面老空區(qū)，巷道所受的應(yīng)力相對集中。在巷道開挖后，圍巖強(qiáng)度降低且極易產(chǎn)生松動，受綜采面回采期間的動壓影響，巷道變形嚴(yán)重，形成大量網(wǎng)兜。為此，提出了對巷道圍巖進(jìn)行注漿加固，增強(qiáng)其穩(wěn)定性的改良方案。

2 加固方案

在風(fēng)巷上幫采用Ф22×2400mm高強(qiáng)錨桿+W鋼帶支護(hù)的基礎(chǔ)上，補(bǔ)打三排Ф22×5000mm中空注漿錨索，錨索梁采用礦用11#工字鋼。錨索梁（孔）布置間排距見圖1。每根錨索使用2卷樹脂藥卷（1塊1慢），錨索抗拔力≥247kN，最大延展率3.5%。丁5-6-22160風(fēng)巷上幫支護(hù)示意圖如圖1所示。

圖1 丁5-6-22160風(fēng)巷上幫支護(hù)示意圖

3 注漿施工工藝

3.1 打孔

鉆孔作業(yè)時，每次依據(jù)設(shè)計鉆孔位置鉆孔4.7m深。要事先用棉布條將注漿錨索錨固段擦拭干凈，當(dāng)鉆桿拔出后，應(yīng)盡快放入注漿錨索，按安裝錨索工藝進(jìn)行安裝，防止碎巖塌落堵塞注漿孔。

注漿錨索絕大部分伸入孔內(nèi)，為了促使注漿孔能被水泥膏封嚴(yán)，孔外僅留30cm左右注漿錨索用于安裝錨索盤和鎖具連接注漿管。

上述作業(yè)進(jìn)行的同時，其他人要活水泥膏用于封孔。水泥膏要求摻有少量早強(qiáng)劑且不能太稀。封孔深度為30～40cm，用細(xì)木棍將水泥膏推入放入注漿管后的注漿孔中。

3.2 漿液拌制

攪拌機(jī)使用前要先進(jìn)行清水清洗，除雜物。事先計算攪拌機(jī)容量，按照事先的計算，先將清水和所需外加劑加入攪拌3～5min，再將水泥緩慢加入攪拌機(jī)內(nèi)。勿將整袋水泥快速全部加入，避免板結(jié)的水泥塊堵塞注漿泵，在加水泥時要不斷進(jìn)行攪拌10min。

3.3 注漿

儲漿桶一共有3個，其中2個儲漿，另1個儲清水。漿液經(jīng)攪拌機(jī)攪拌好后通過出漿管進(jìn)入儲漿桶內(nèi)。

注漿作業(yè)時，先將注漿膠管和鐵管之間的連接斷開，并將注漿泵快速開啟等注漿管被漿液全部充滿大約2min后，再將注漿管和鐵管相連接，調(diào)慢注漿泵的注漿速度至適宜速度。每次送漿泵送漿后都要將送漿管拆下并用清水洗泵直至出水為清水。

在注漿作業(yè)期間，一旦發(fā)生漏漿狀況，要馬上停泵或?qū)⒆{速度調(diào)慢。每次開停泵間隔為1～2min，期間注漿沖程進(jìn)行1～2個，注漿泵發(fā)出2～4次“砰呲”聲，防止注漿管被混合漿液堵塞，通常漏漿量會緩慢減少并在6～10min后漏漿處自動堵塞，恢復(fù)正常注漿作業(yè)。若漏漿比較嚴(yán)重，換注漿孔注漿，待2～3h后，再對這個孔進(jìn)行注漿。每孔注漿結(jié)束后馬上停泵卸壓，在下一孔注漿作業(yè)前，將孔口結(jié)合器取下與下一注漿孔口管相連接。若注漿作業(yè)期間間隔較長，則務(wù)必將泵和管路用清水清洗干凈，對于其內(nèi)部結(jié)塊要將注漿機(jī)U型管卸下并用螺絲刀清除。停止注漿后，泵和送漿、注漿管路以及攪拌桶均要用清水進(jìn)行徹底清洗。

4 巷道變形觀測

通過觀測注漿段和未注漿段的巷道變形收縮量數(shù)據(jù)變化，對比注漿效果。注漿段選擇6個觀測點，分別位于丁5-6-22160風(fēng)巷（沿巷道）135m、165m、195m、225m、255m、285m處，依次為1～6號觀測點；未注漿段選擇3個觀測點，位于丁5-6-22160風(fēng)巷295m、310m、325m，分別為7～9號觀測點。觀測數(shù)據(jù)見表1。

分析相關(guān)觀測數(shù)據(jù)，得出結(jié)論如下：

（1）對比注漿段和未注漿段的巷道累計變形可知，注漿段的巷道累計變形小得多，尤其是在巷道寬度變形速率上的對比尤為突出。未注漿段觀測點的高度變形速率最大為3.65mm/d，而注漿段觀測點高度變形速率則較低，3號最大為1.68mm/d。

（2）對于觀測點1的上下高度變形速率為2.13mm/d的情況，因為初期的封孔技術(shù)還不成熟，有待改良，漿液沒有完全注入才會出現(xiàn)大于2mm/d的情況。而后來注漿后的變形速率明顯變小，說明封孔的好壞對注漿的效果影響明顯。

（3）無論是在巷道高度變形速率還是在寬度變形速率上，與未注漿段相比，經(jīng)過注漿加固的巷道的收縮速率均遠(yuǎn)小得多，在高度變形速率上的差別尤為突出，說明在原有錨網(wǎng)索支護(hù)基礎(chǔ)上的注漿加固，能夠有效地解決或改善小煤柱沿空送巷時回采動壓所產(chǎn)生的破壞力度，是一種有效的加固小煤柱強(qiáng)度的支護(hù)方法。

表1 巷道變形觀測數(shù)據(jù)表

5 結(jié)語

中空注漿錨索、錨桿在煤巷沿空小煤柱掘進(jìn)支護(hù)方式替代留設(shè)大煤柱、復(fù)合支護(hù)（先錨網(wǎng)支護(hù)而后進(jìn)行架拱形棚子支護(hù)），有效控制了巷道變形速率，既保證了安全生產(chǎn)，又降低了生產(chǎn)成本，增加了資源回收，提高了礦井綜合經(jīng)濟(jì)效益。