西銘礦49407 工作面兩巷支護存在問題及新型錨固注漿返修分析

寧立軍

（山西西山煤電股份有限公司西銘礦， 山西 太原 030052）

1 49407 工作面工程概況

西銘礦西六盤區(qū)49407 工作面回采過程中，受上覆8 號煤采動影響，頂、幫圍巖變化較大，皮帶巷（架棚巷道）保險煤柱幫擠回嚴重、礦壓顯現(xiàn)明顯，巷道功能已經失去，需對巷道進行返修，因此，結合巷道所處地質情況，使用新型錨注加固支護體系對工作面兩順槽進行加固。

2 49407 工作面兩巷新型錨固注漿返修支護

通過巷道圍巖內施工鉆孔，并向鉆孔內注高壓混合漿，充填圍巖受影響產生的裂隙或巖層間隙，使其充分凝固，從而改變圍巖性質，提高圍巖強度。由于49407 工作面皮帶巷、軌道巷超前100 m 外，圍巖變化大、棚梁壓彎區(qū)明顯，因此，在本次返修時重點對該區(qū)段進行了返修支護。

2.1 49407 軌順及皮順錨固注漿支護技術參數(shù)

2.1.1 幫部支護

中空注漿錨索：直徑Φ22 mm，鋼絞線長度4 300 mm，布置2 根，間排距1 500 mm、2 400 mm。注漿終壓≮4 MPa[1-2]；

注漿材料：目前工作面超前100~150 m 使用注漿材料，150 m 以外選用水泥漿+添加劑。

圖1 為49407 工作面軌道巷中空注漿錨索布置圖。

圖1 49407 工作面軌道巷中空注漿錨索布置圖（單位：mm）

2.1.2 49407 皮順主要支護參數(shù)

1）煤柱幫支護。中空注漿錨索：直徑Φ22 mm，鋼絞線長度4 300 mm，布置2 根，間排距1 500 mm×1 600 mm。注漿終壓≮4 MPa。圖2 為49407 工作面皮帶巷煤柱幫中空注漿錨索布置圖。

圖2 49407 工作面皮帶巷煤柱幫中空注漿錨索布置圖（單位：mm）

2）采煤幫支護。中空注漿錨索：直徑Φ22 mm，鋼絞線長度4 300 mm，布置2 根，間排距1 500 mm、2 400 mm。注漿終壓≮4 MPa。圖3 為49407 工作面皮帶巷采煤幫中空注漿錨索布置圖。

圖3 49407 工作面皮帶巷采煤幫中空注漿錨索布置圖（單位：mm）

3）注漿材料。目前工作面超前100~150 m 使用固安豐，150 m 以外選用水泥漿+添加劑。

2.2 主要施工流程

首先按照間排距進行鉆孔施工，然后進行壓風掃孔施工，將鉆孔中的雜物全部清理干凈，之后安裝注漿錨索，并將止?jié){塞安裝到位。為了更好地提升錨索安裝效果，需要將托盤拉緊裝置安裝上。通過安裝注漿管等，方便后續(xù)開展注漿施工。對頂板完整性進行全面檢查，特別是對裂隙發(fā)育情況進行全面檢查，如果巷道表面有裂隙存在，則需要進行噴漿施工。在噴漿的過程中，應當注重緩慢增加，在達到了注漿標準之后，停止注漿施工[3-4]。

2.3 中空注漿錨索施工工藝

2.3.1 施工準備要求

在裝卸車的過程中，應當注意小心操作，輕拿輕放，特別是對錨索尾部應當避免出現(xiàn)損壞，對注漿效果帶來負面影響。在運輸?shù)倪^程中，錨索表面應當注意清潔，防止錨索出現(xiàn)沾滿煤粉，提升錨索和樹脂等黏結效果，防止雜質將錨索口堵塞。錨索在使用時，應當注意避免彎曲問題，但是彎曲半徑應當控制在1.5 m以上，若出現(xiàn)了彎曲半徑過小的問題后，容易導致錨索注漿管出現(xiàn)變形、折斷的情況，嚴重可導致錨索出現(xiàn)整體報廢的問題。在施工的過程中，對施工使用到的相關工具應當準備齊整，在巷道迎頭位置應當設置水窩，對出現(xiàn)的積水時應當使用排水泵及時排出。

2.3.2 鉆注漿錨索孔

對于施工中使用到的錨桿鉆機等設備應當確保錨桿參數(shù)和打設的錨桿孔徑處于匹配狀態(tài)。在打設錨桿鉆孔之后，對于鉆孔的位置表面應當處于平整狀態(tài)，確保錨索安裝之后，整體可取得較好的受力效果。若設計位置巖體出現(xiàn)了破裂，則應當對位置進行調整，嚴防出現(xiàn)漏漿發(fā)生。在打設鉆孔開孔時，不能開水，應當在鉆頭全部進入到巖體或者煤體之后，才可以開水，嚴防出現(xiàn)開水太早導致巖體被沖散。

在鉆孔時，鉆孔應當和巖石的表面盡量保持垂直方向。嚴防出現(xiàn)打眼角度過大，在進行張拉時，注意對錨索彎曲情況進行全面分析，嚴防出現(xiàn)影響注漿效果的情況發(fā)生。若圍巖整體較為破碎，為了防止形成喇叭口，技術人員應當使用紗布與止?jié){塞配合使用，更好提升注漿質量。此外，要注重提升封孔效果以及增強注漿效果。對于鉆孔的深度應當把控好，誤差一般情況下應當控制在50 mm 的范圍內，嚴防出現(xiàn)外漏太長導致封孔長度不符合要求[5]。在進行錨索鉆孔的打設時，應當先進行頂板的打設，然后再進行兩幫的打設，頂板在打設時，首先進行中間位置的打設，然后再進行兩邊位置的打設，兩幫在打設時，一般情況下，按照從上到下的順序進行。

2.3.3 安裝注漿錨索

鉆孔打設之后，技術人員應當及時開展中空錨索施工工作，避免出現(xiàn)塌孔導致不能安裝的問題發(fā)生。在安裝之前，技術人員對樹脂錨固長度進行計算，一般情況下應當控制在1.2 m 范圍內，若錨固長度過長會出現(xiàn)注漿阻塞的問題，導致不能有效出漿。在錨索安裝之前，對其表面清潔，防止出現(xiàn)錨索沾滿泥土，保證樹脂注漿效果，尤其是對出漿口的位置應當注意保持好，更好地提升出漿效果。

2.3.4 封孔

在樹脂錨固劑達到了全面錨固的狀態(tài)之后，才能進行封口施工。在封口之后，對孔口的形狀進行全面檢查，提升孔口表面平整度，對于突出的巖石或者煤塊應當及時清楚干凈，嚴防托盤出現(xiàn)封口不到位的問題。在封口時，對于止?jié){塞應當安裝到中空錨索中，確保取得較好的封堵效果，實現(xiàn)有效止?jié){。在止?jié){塞安裝到位之后，將其他的鎖具、托盤等也按照要求安裝到位，確保托盤和巖石表面實現(xiàn)較好的貼合效果。

2.4 注漿施工工藝

在具體注漿的過程中，對于具體的注漿工作流程應當做好嚴格把控。首先，在注漿器與中空注漿錨索相連接，必要情況下，應當選擇使用鐵絲進行二次加固，嚴防出現(xiàn)隨著注漿壓力的不斷增加，而導致注漿連接器出現(xiàn)脫落。在注漿的過程中，錨索周邊的安全性應當注重保持，嚴禁出現(xiàn)危險區(qū)域有人，防止出現(xiàn)意外情況。在注漿的過程中，每排應當從下部開始注漿，從下到上依次進行。在剛開始注漿的過程中，速度應當控制好，不能將注漿閥門從剛開始就增加到最大的情況，邊攪拌邊進行注漿，直到注漿達到標準。在注漿達標之后，將注漿孔有效堵塞，嚴防出現(xiàn)注漿液流出的問題。

在注漿的過程中，注意對注漿壓力進行有效控制，一般情況下，壓力當達到5 MPa 或者出現(xiàn)注漿泵憋死應立即停止注漿，若這時注漿錨索已經注滿，則結束注漿工作。若沒有注滿，則應當深入分析原因，在處理完成后，再次進行注漿。在注漿時，注意對錨索周邊是否出現(xiàn)了漏漿情況進行全面觀察，若出現(xiàn)了漏漿問題，則可選擇使用錨固劑或者炮泥進行封閉，若出現(xiàn)了漏漿面積相對較大，則應當停止注漿。這種情況下，技術人員可以先對其他錨索進行注漿，然后再進行補漿操作。對于同一個鉆孔，一般情況下，應當一次性注滿，若出現(xiàn)了中途停止可能會出現(xiàn)注漿管堵塞。在注漿完畢之后，對于注漿泵的卸壓球閥應當打開，在壓力得到全面釋放之后，將錨索尾部的注漿器卸掉，然后將緊固螺絲上牢固。

3 返修支護效果

為了全面掌握巷道返修后整體的穩(wěn)定情況，對巷道返修之后，49407 工作面皮帶巷變形情況進行了現(xiàn)場監(jiān)測，得到了巷道整體的變形曲線見下頁圖4 所示。

從下頁圖4 可以看出，巷道整體穩(wěn)定性得到了有效的控制，不論是巷道頂板、底板還是兩幫，整體的穩(wěn)定性均得到了較好的控制，這表明新型錨固注漿已經取得了較好的應用效果。

圖4 返修后巷道圍巖變形圖

4 結語

在深部巷道控制的過程中，傳統(tǒng)單一的控制方式雖然在淺部取得了較好的效果，但是在深部巷道支護時，并不能取得較好的效果，需要從深部巷道所處的地質條件出發(fā)，注重提升巷道支護體之間的耦合性，全面增強支護效果。