新元公司南区集中胶带大巷、南区集中回风大巷(西)、南区集中回风大巷(东)、南区集中辅运大巷是3号煤4条永久大巷,巷道顶板含有硬质中粒砂岩,导致两帮和底板需要承受较大支撑力,受上覆岩层应力及煤层采动干扰,巷道底板最大底鼓量为1200mm,左右两帮围岩最大移近量为800mm,顶板存在局部碎裂,致使巷道安全性能严重下降,影响设备及人员安全。为缓解该状况,结合3号煤巷道现状,加固选用联邦加固I号料,经过勘察维修段为南区集中胶带大巷634m区段,巷道布置见图1。
巷道左右帮予以注浆锚杆、锚索进行支护,注浆孔眼交错成三花眼,参数值:孔排距6m,上排孔距离底板1.1m,下排孔距离底板1.2m,见图2。施工作业中,首先对巷帮破碎情况进行核实,尽量与原锚杆、锚索位置错开。注浆后,待浆液凝固方可进行锚索补强支护,锚索和注浆孔基本平行排列,锚索间距离控制在0.8m。
底板注浆钻孔设备选用气动锚杆钻机,孔径42mm,孔深2000mm,孔轴向线与底板呈90°。注浆锚杆选用椎25mm×5mm×2000mm的中空锚杆。锚杆封孔段与射浆孔段长度均为1000mm。每排锚杆注浆作业完成后,进行钢筋托梁连接,钢筋规格为椎16mm,予以托盘和螺母进行紧固。
为避免锚杆漏出段对行走、运输造成干扰,在锚杆施工部位进行切槽处理,参数为150mm×200mm,注浆压力达到4～6Mpa予以终止,具体以注浆部位破碎情况确定,注浆作业结束后,覆盖巷道切槽。
底板注浆锚索选用中空锚索(椎22mm×8000mm,直径22mm),具体参数,排距3000mm、每排3根、孔深8000mm、孔轴向线与底板呈90°。底梁选择14#槽钢或旧钢轨,底梁设置三个锚索孔。为避免锚杆漏出段对行走、运输造成干扰,须对巷道锚索布置区进行切槽,其参数为300mm×200mm,注浆作业完成后覆盖切槽。每根锚索注浆量5L,锚固长度控制在4000mm左右,注浆液选用联邦加固双液浆,水灰质量比0.6:1,注浆结束24h后,方可实施张拉作业,其预紧力不小于100kN。
锚索固定可靠后,张拉施工前,将孔内填塞1.0m棉纱,然后进行封孔作业。
锚杆预紧作业前,首先填塞棉纱,其次安装止浆塞、托盘、锚具,封孔装置外留约100mm;设置张拉千斤顶,启动泵后实施首次张拉,直至止浆塞全部压入钻孔。进行封孔效果验证,若密室度不足,可采用合适的钢管或硬质塑料管进行再次张拉,封孔密室后方可终止首次张拉作业;复位千斤顶,启动泵实施二次张拉,直至压力表读数达到100kN,然后卸下千斤顶。底板安注浆布置图,见图3。
(单位:mm)
底板注浆锚索结结构见图4。
在南区集中胶带大巷此次注浆加固共布置注浆孔652个。单孔干料注入最大值5t,单孔浆料注入最大值9t;干料每孔均值0.75t,浆料每孔均值1.35t;注入量均值为:干料0.5t/m,浆料0.9t/m。观察巷道溢出浆液凝固情况,浆液凝固时间小于30min,在煤帮形成有效的喷层,其结构密、硬度大、浆液与散煤结合牢靠。受煤帮破碎影响,注浆作业时,漏浆次数范围在5～10次之间,通过间歇注浆,可得到适度改善。漏浆造成注浆作业用时过长,单漏浆增多,间接表明裂隙得到充分填充。为此,要保持良好心态,正视漏浆情况,实施多次封堵;运用注浆锚杆(索)达到锚注合一,全长锚固。较传统注浆施工工期大幅度缩短,效果显著。
在注浆后的巷道内布置表面位移观测点,观测巷道的两帮移近量及底鼓量,分析联邦加固Ⅰ号注浆材料的加固效果。在南区集中胶带大巷布置6个测点,编号1-6,对6个测点的帮部移近量和底鼓量进行统计,得到测点位置的两帮移近量及底鼓量,见表1。
由上表可知:南区集中胶带大巷底板实施注浆加固作业后,两帮移近量最大值84mm,底板底鼓量最大值158mm,变化量符合设计要求,说明注浆加固有效优化了围岩特性,控制了巷道底鼓。
摘要：针对新元公司南区大巷动压影响巷道顶底板变形大、扩帮返修效果不理想等问题,提出了采用联邦加固材料对两帮和底板进行注浆加固,并对现场注浆后围岩变化情况进行了实时观测。观测结果表明:南区集中胶带大巷底板采用注浆加固技术后,两帮移近量最大值84mm,底板底鼓量最大值158mm,变化量符合设计要求,说明注浆加固有效控制了巷道底鼓。
关键词：动压影响,注浆加固,围岩特性
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