沿空巷道注礦用無機加固復合砂漿的應用與效果分析

彭大鵬

【摘? 要】沿空巷道沿空側巷幫（保護煤柱）是應力集中區域，在掘進期間兩幫巷道壓力顯現明顯，位移量大，巷道變形很難控制。對沿空巷道上幫注礦用無機加固復合砂漿就是在巷道掘進期間，對巷道沿空側進行有效注漿加固，通過對巷道兩幫整體位移的觀測，注漿效果對控制巷道位移有較好的效果。

【Abstract】The gob-side roadside of gob-side roadway（protective coal pillar）? is the stress concentration area. During the drilling period， the pressure of the two roadsides of roadway appears obviously， the displacement is large， and the deformation of roadway is difficult to control. Grouting with mine-used inorganic reinforced composite mortar into the upper roadside of gob-side roadway is to carry out effective grouting reinforcement on the gob-side of the roadway during the roadway drilling. Through the observation of the overall displacement of the two roadsides of the roadway， the grouting effect has a good effect on controlling the roadway displacement.

【關鍵詞】沿空巷道;礦用無機加固復合砂漿;位移量

【Keywords】gob-side roadway; mine-used inorganic reinforced composite mortar; displacement

【中圖分類號】TD822.3;TD353? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2020）07-0178-02

1 引言

謝橋煤礦11518軌道順槽為該礦第一個柴油單軌吊使用頭面，因受11418工作面回采影響，巷道上幫位移量較大。為保證掘進期間的單軌吊使用，且保證后期回采巷道斷面，故在巷道掘進至420m處開始采用注礦用無機加固復合砂漿的方法對巷道上幫進行加固。

2 地質情況

11518軌道順槽位于礦井一水平東一采區，工作面底板標高-605.1～-616.2m，巷道設計長度1850m，寬度5.5m。軌道順槽11518上順槽西起11518軌道順槽車場，東至11518切眼。工作面軌道順槽與11418運輸順槽、13318運順槽階段煤柱分別為6.8～15.7m、7.0m。上覆11-2煤層未回采，下伏6煤層11316、21116工作面已回采完畢，11416工作面已停采（2018年9月），停采時間較短。上階段11418、13318工作面已回采完畢，11416頂抽巷位于本巷以南，巷頂距8煤底板法線0～32.8m。-610m新東二B組軌道石門、-610m新東二B組回風石門及1#聯巷位于工作面上方，東一B8煤層底板皮帶下山位于工作面下方，與本巷凈垛分別為11.5m、9.9m、10.6m、10.2m。

8煤整體賦存穩定，煤層總厚1.2～4.1m，平均3.0m。黑色，金屬-油脂光澤，以亮煤為主，少量暗煤，亮煤塊狀，垂直解理發育，局部含1層泥巖夾矸，煤層結構簡單。煤層產狀為180～200°∠11～17°。

3 加固機理

礦用無機加固復合砂漿是一種由有機高分子和無機材料制備的加固型注漿材料，具有固化快、強度高、韌性好、粘結力強、無氣味、阻燃等特點。適用于各種破碎煤層、巖層的快速加固和封堵處理[1]。礦用無機加固復合砂漿采用2ZBQ-30/6型氣動注漿泵攪拌后，即可進行注漿。

3.1 久米納礦用無機加固復合砂漿的技術參數

具體技術參數見表1。

3.2 加固作用

3.2.1 充填壓密作用

復合砂漿在泵壓和自身反應形成的膨脹壓力的作用下，不但可以將相互連通的煤巖體裂隙充滿，而且由于復合砂漿本身粘度低，在壓力的作用下，還可將一些充填不到的封閉裂隙和孔隙壓縮，從而對煤巖體整體起充填壓密作用，結果是使煤巖體的強度也相應提高。

3.2.2 轉變機理作用

裂隙內充滿加固材料且有一定的膨脹壓力，加上材料對裂隙面的粘結作用，使裂隙端部的應力集中大大減弱或消失，從而使煤巖體的破壞機制發生轉變。

3.2.3 粘結補強作用

注入煤巖體裂隙中的復合砂漿對裂隙面有很高的粘結力，在注入后煤巖體弱面被牢固地粘結在一起，大大提高煤巖體和頂板的完整性。

3.2.4 骨架支撐作用

在加固施工過程中，復合砂漿在泵壓及微裂隙毛細管作用下，擠壓或滲透到煤巖體的大小裂隙中去，反應固結后，在煤巖體內形成新的網絡骨架結構，具有良好的韌性、彈—粘性和粘結性能，從而使煤巖體具有較高的殘余強度和承載能力。

3.3 加固特點

①固化時間較短，2h（可根據現場情況進行調節）即能達到20MPa以上的抗壓強度。

②無溶劑，阻燃。施工方便，現場無須專門配比漿液。

③使用環境廣。漿液均不發泡，且固化快、強度高。

④在流動水中不會被稀釋、溶解。固結體具有高強度。

⑤固結體韌性較好。

3.4 適用范圍

無機加固復合砂漿可以對破碎和松散煤巖體進行加固和填充。

3.5 巷道位移量分析

該巷道在掘進進尺410m后開始采用注漿充填加固技術。故存在三種充填情況，即：①外段未充填加固段;②滯后迎頭充填加固段（滯后約50m）;③緊跟迎頭加固段（不大于20m）。取各施工段各100m，每20m觀測一組數據。以下數據（兩幫位移量）來自各段施工3個月后的現場實測數據（見表2）。

由表2數據可以明顯得出以下結論：①巷道沿空側經過充填有效地減少了巷道的兩幫位移量;②注漿充填及時與否會直接影響到巷道的兩幫位移量。在掘進巷道迎頭掘進過程中，未等巷道壓力顯現，及時對沿空側的煤體進行充填加固，對巷道兩幫的位移量控制效果顯著。

4 結論

實踐表明，這種沿空巷道加固技術能及時地改變圍巖的松散結構，提高巖體的整體強度，從而有效控制了巷道的變形量，保證了工作面后期的正常回采，是工作面過斷層破碎帶、應力集中區、煤層變質帶等異常區治理的有效輔助手段。

【參考文獻】

【1】郭偉.采場礦壓與礦壓顯現的理論研究[J].山西焦煤科技，2012，36（02）：26-28.