復雜圍巖巷道變形高強錨注加固支護技術

王清強

摘? 要：建井初期井底車場重車進車線段巷道斷面大，巷道開掘后打破原始平衡狀態的卸荷，巖層本身的穩定和承載力被破壞，圍巖體必然經歷應力重新分布，再次達到新的平衡狀態，支護強度不夠時會造成頂板來壓變形失穩，若再有裂隙等其他地質構造水滲入造成淋水則會加劇頂板巖石的破壞惡化甚至冒頂突水，本文采用針對性的高強錨桿、錨索配合MZM-70高強無機注漿料的錨注技術措施對巷道變形失穩進行加固處理，改善巖體的自身承載力和完整性，隔斷水水源侵入，從而實現了安全、高效、經濟巷道變形處理目標，具有一定的推廣應用價值，為同類工程提供可靠的理論基礎和實踐證明。

關鍵詞：井底車場;圍巖壓力;巷道變形;機理要素;高強錨注

針對復雜圍巖巷道，錨網噴、錨網索等傳統支護技術不能有效控制巷道圍巖受力變形，造成巷道壓垮失穩，巷道在其使用期內需要多次修復。本文介紹的高強錨注加固支護技術，能夠有效改善圍巖巖性和應力分布，提高圍巖整體性和自身承載能力，實現復雜圍巖巷道的有效支護，在礦山工程中有很大的推廣價值。

1? ? 工程概況

梁北二井副井井底車場重車進車線（北側車場）自泵房通路開口處至一號交叉點設計長度50m，巷道設計斷面為直墻半圓拱形，巷道凈寬×凈高=5000×4080mm，凈斷面面積 S凈= 16.5m2。支護方式為：錨網噴+錨索。此段巷道永久支護后由于受附近的斷層和頂板爆破松動圈或裂隙連同砂巖含水層造成滲水的雙重影響下，巷道頂板壓力大，變形失穩嚴重，局部有淋水存在冒頂風險。

2? ?水文地質

巷道位于砂質泥巖中，砂質泥巖上部為細砂巖、中粒砂巖。細、中砂巖為含水層，累計厚度13.80m，預計正常涌水量14m?/h，屬富水性弱的砂巖裂隙承壓水。根據相關水文地質資料分析，巷道正常施工期間，受水害威脅較小，揭露斷層、裂隙時巷道若與上部二疊系五煤段砂巖裂隙水聯通，受水害威脅程度較大。

3? ?破壞機理分析

通過對巷道所處水文地質情況的分析，該巷道頂板變形失穩破壞機理如下一是巷道開挖打破原始圍巖本身的承載力和完整性，圍巖體必然經歷應力重新分布，又加上受附近的斷層影響，卸荷圈作用范圍內的圍巖體由原始的復雜受壓狀態變為拉、剪狀態，圍巖結構、組成特性遭到破壞。二是由于受圍巖上層含水層通過斷層裂隙滲透，造成頂板局部淋水，加劇了原支護體變形和破壞，砂質泥質中有膨脹潛能的礦物急劇膨脹，最終會造成巷道變形。

4? ?支護方案

通過分析原巷道失穩變形的機理和支護情況，采用錨注加固技術為注漿錨桿壁后注漿和高強度中空注漿錨索深孔注漿配套深淺孔錨注技術。本次高強錨注加固的原理是將錨桿、錨索的支護作用與注漿加固的作用組合起來，共同作用于巷道圍巖，通過向高強錨注錨桿、錨索壓注有機或無機漿液，不僅能從根本上保證錨桿/錨索錨固可靠，而且漿液能夠滲透到鉆孔周圍較大范圍的巖體裂隙中，對出現松動破壞的巖體產生粘結固化作用，提高其整體性和自承能力，還能阻斷含水層的溝通滲透，從而大大增加巷道支護效果。

5? ?施工技術

5.1支護參數

主要支護參數采用Φ25×2600mm型號的注漿錨桿，間排距為800×1600mm;Φ29×8300mm型號的高強度中空注漿錨索，間排距為1000×1600mm。配合高強無機注漿料MZM-70，與原施工錨桿和錨索插空布置，實現錨桿、錨索注漿后的全長錨固與圍巖的注漿加固。按“5-0-5”布置。鉆孔直徑φ38mm，錨桿采用Z2335型樹脂藥卷三卷，錨索采用三支MSZ2850樹脂藥卷，端頭錨固。

5.2 中空注漿錨桿、錨索安裝及計算

（1）檢查樹脂錨固劑的質量，按樹脂錨固劑凝膠快慢順序將樹脂藥卷其送入鉆孔中慢慢將其推到孔底，開動錨桿鉆機邊攪拌邊推進將安裝到孔底，達到樹脂錨固劑產品使用說明書中規定的攪拌時間后，停止鉆機旋轉但不落鉆機，等待樹脂錨固劑凝固后再落下鉆機，卸下攪拌連接器，完成錨索的錨固。

（2）依次安裝止漿塞軟管，推管、托盤、錨桿帽、錨具等，注漿錨索需用張拉機具張拉至設計要求的預緊力;停止張拉。卸下張拉機具，到此整個安裝過程結束，如果成孔不好，或者鉆孔成孔過大，需在止漿塞前面塞入棉紗保證封孔。

5.3 注漿泵安裝調試及注漿

注漿設備到最遠處注漿錨桿的位置應在10m以內并留夠足夠的施工空間，注漿時不得有人在注漿范圍內逗留，以免頂板離層巖石脫落傷人。

（1）將注漿泵和攪拌器裝配起來，連接風、水管路和注漿器。用清水將攪拌桶沖洗干凈，嚴禁桶內有雜物、水泥硬塊等。

（2）向攪拌桶內注入清水，根據一次注漿孔的數量確定水量，按水灰比1：3加入MZM-70高強無機注漿料，邊加入邊攪拌。注漿料須慢慢加入并不斷攪拌，避免大量注漿料到入桶內，影響攪拌質量和效果，等注漿料加完后，攪拌時間不少于10分鐘。

（3）根據現場實際情況配料，避免出現注漿孔還未注滿就沒料或者配料過多而用不完等情況發生。

（4）放料過程中，不可將注漿料的包裝袋以及身體任何部位深入到攪拌桶內;攪拌機工作期間，也不得將手伸入桶內，以免受傷。

6? ?加固監測

井底車場重車進車線段高強錨注加固施工后，每隔20m巷道設置表面收斂監測點進行觀測，每個監測斷面布置5個觀測點，分別監測頂板、肩窩、兩幫等不同巷道部位的表面收斂位移進行礦壓觀測，當圍巖停止變形或一個月內變形量小于50mm，方可視為有效。

結束語

與單純采用普通錨網噴+錨索支護相比，高強錨注支護既可通過注漿加固圍巖，又給錨桿/錨索提供了可靠的著力基礎;既能有效地提高圍巖的自身強度又能改善支護體的支護特性，使圍巖承載能力得到顯著提高，巷道變形量明顯降低，是一種非常好的主動支護形式，它具有強初撐、急增阻、高承載的特性，能夠有效地解決高應力區、斷層帶附近以及“三軟”地層由于巷道圍巖松動破碎和大變形引起的錨固力迅速衰減和喪失的難題。

參考文獻：

[1]康紅普，王金華，林 健.煤礦巷道支護技術的研究與應用[J].煤炭學報，2010，11（6）：1809-1815

[2]杜志軍，孫國文.高應力軟巖條件下煤礦巷道支護研究與實踐[J].西安科技大學學報，2007，3（4）：356-358+381B15F3B32-078C-485C-9A9B-2844A6C95A66