深部大巷破碎圍巖注漿加固技術應用

解超超

（晉城金成礦山建筑工程有限責任公司，山西 晉城048100）

引言

隨著礦井采掘深度的不斷增加，圍巖原巖應力與構造應力也隨之發生較大變化，在地質上往往出現褶皺、斷裂地層等現象，對巷道圍巖的整體塑性造成很大影響。注漿加固技術能夠有效提高巷道圍巖整體塑性，強化支護效果，已被廣泛應用于高地應力、富水、斷層等復雜地質條件下的巷道破碎圍巖加固工程中[1]。本文以岳城煤礦東軌大巷注漿加固為例，對深部條件下大巷加固進行深入探究。

1 現場概況

岳城煤礦15號煤層位于-760 m，煤層質地松軟，有夾矸。試驗巷道東軌大巷是15號煤運輸大巷，巷道高度2.6 m，巷道為矩形斷面，凈寬5.0 m、凈高3.0 m，凈斷面積15 m2。頂板為9.26 m的堅硬灰巖，底板為鋁質泥巖。由于巷道埋深較大，堅硬頂板強烈采動造成巷道頂底板變形破壞嚴重，巷道底鼓達1 600 mm，兩幫移近達1 400 mm，煤幫極其破碎，錨桿難以有效錨固，錨索鉆孔塌孔嚴重，難以施工，頂板內部出現較大離層。目前巷道經過多次起底擴幫工作，成本高昂，擬通過注漿加固的方式，對巷道煤幫、底板進行加固，從而對巷道整體起到維護作用[2]。

2 注漿方案

2.1 巷幫注漿

幫部每側施工兩個鉆孔，排距2 000 mm，根據注漿量可適當調整排距。上部垂直施工一個鉆孔，下部鉆孔傾角30°。鉆孔施工長度為6 m，間距1 500 mm，上部孔距頂800 mm，下部孔距底800 mm，直徑為42 mm。布置形式如圖1、表1所示。

圖1 巷道幫部鉆孔剖面示意圖（單位：mm）

表1 巷道幫部注漿鉆孔施工參數表

2.2 底板注漿

底板采用“深孔錨索注漿”方式施工。施工三個鉆孔，底板正中垂直施工1個鉆孔，兩側底角孔下扎20°，使用SKP22-1/1720-9300錨索、配套24 kg軌道、鋼筋托梁連鎖進行加固。施工深度為9.3 m，間距1 600 mm，距幫分別為1 000 mm，直徑為42 mm。布置形式如圖2所示。

圖2 巷道底板錨索鉆孔布置示意圖（單位：mm）

考慮到以往打孔情況，在現場實施過程中，逐排打孔注漿，防止串漿。注漿加固前，在注漿區段均勻布置三組表面位移監測，持續關注注漿后幫部、底板變化情況。

2.3 幫部錨索補強支護

巷道幫部注漿施工前，巷道幫部施工錨索補強，錨索規格：SKP22-1/1720-4300高強度低松弛鋼絞線，長度4 300 mm。采用3-0-3方式支護，排距2 000 mm，錨索安裝角度與幫部垂直。幫部施工三根錨索，間距1 100 mm，上部錨索距頂400 mm，下部錨索距底500 mm，可根據原有的支護方式適當調整。

3 現場效果

注漿加固并進行錨索補強后，對巷道變形進行了觀測，注漿加固之后1個月對注漿加固區域進行了鉆孔窺視。

3.1 巷道變形觀測

采用十字布點法觀測，觀測時間為22 d。22 d內兩幫最大移近量37 mm，平均變形速度低于2 mm/d，平均變形量24 mm，平均約1 mm/d；頂底板最大移近量30 mm/d，平均移近速度1.4 mm/d，頂底板平均移近量23 mm，平均1 mm/d，見表2。

表2 巷道變形觀測表

通過巷道變形觀測結果可以看出，兩幫和頂底板平均變形速度均為1mm/d左右，對比以往巷道變形經驗可知，巷道加固之后巷道變形得到了明顯控制。

3.2 鉆孔窺視

共窺視5個鉆孔，其情況見表3。

表3 窺視鉆孔情況表

1）在窺視鉆孔施工過程中，時而鉆頭觸漿體有頂鉆感，說明漿液硬化后硬度大，成孔整體良好，局部有小塊煤粒塌落堵孔，說明注漿不可能從整體上改變煤體結構和力學性能[3]，但是有助于已破壞煤體形成再承載層，恢復一定的承載能力。

2）窺視過程中，孔壁多處見漿，主要集中在0～1.5 m范圍內，觀測裂隙最大寬度可達10 mm，深部亦有，說明原始煤體破碎，裂隙發育；未發現未被漿液填充裂隙，或只有極少裂隙未被填充，證明漿液具有較好的流動性，注漿工藝合理，漿液擴散良好；

3）距離注漿鉆孔4.0 m位置的4號窺視鉆孔在1.9 m深位置見漿，距離注漿鉆孔4.0 m位置的5號窺視鉆孔，在1.6 m深位置見漿，說明漿液擴散半徑在4 m以上；3號窺視鉆孔在4.4 m深位置見漿，說明漿液擴散深度在4.4 m及以上。

4 結論

通過對東軌大巷圍巖變形觀測和鉆孔窺視結果可知，兩幫和頂底板平均變形速度均為1 mm/d左右，孔壁在0～1.5 m范圍內多處見漿，觀測裂隙最大寬度可達10 mm，說明原始煤體破碎，裂隙發育，漿液擴散半徑在4 m以上，擴散深度在4.4 m及以上，圍巖塑性良好，巷道變形得到了明顯控制。