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      1. 大平礦劈裂注漿與注漿錨索聯合支護應用及效果評價


        大平礦自2020年4月17日在S2S6工作面回順應用注漿加固技術,通過注漿承壓蓋板、注漿錨索和底板注漿鋼管等新技術的聯合應用,使巷道圍巖在頂板、兩幫和底板形成三向高強度結構體,解決軟巖巷道圍巖變形嚴重的問題,實現了回采巷道不需二次翻修,取得了較大的安全、經濟效益。

        一、?漿技術

        1.工藝流程。原支護巷道表層噴漿→淺部圍巖承壓蓋板注漿加固→深部圍巖注漿錨索注漿加固→底板注漿鋼管注漿加固。

        2.漿液配比及堵漏。注漿配方、配比采用注漿錨索供方產品配方、配比,即專用復合型水泥,水固比1:3,俗稱“稠漿”。堵漏可采用專用止漿塞,也可利用漿液材料自制堵漏劑堵漏。

        3.表層噴漿施工及目的。巷道進行注漿前,提前對巷道進行噴漿,使巷道表層圍巖得到加固和封閉,為構筑注漿蓋板打下基礎,避免漿液外漏,提高注漿蓋板施工時漿液的向深部劈裂擴散的能力。

        4.淺部圍巖承壓蓋板注漿加固施工及目的。在巷道噴漿后,采用1~2m長鋼管實施幫頂淺部圍巖注漿。注漿前使用堵漏劑對孔口進行封堵,避免漏漿。當注漿壓力達到2MPa,流量為1L/min以下,且連續2分鐘,結束注漿;或以劈裂注漿孔周圍3m半徑內四處漏漿為停止劈裂注漿標準。其目的在于,使巷道淺部圍巖膠結成一個強度高、抗滲性能好、穩定性高的新結構體。

        5.深部圍巖注漿錨索注漿加固施工及目的。在巷道噴漿構筑承壓蓋板后,可利用注漿錨索對巷道3~5m深處圍巖進行進一步的注漿加固,最大注漿壓力可達8MPa。其目的在于,在單獨進行淺部圍巖注漿加固不能滿足要求的情況,利用注漿錨索對深部圍巖進行更大范圍和更高強度的加固。同時實現注漿錨索的全程錨固。

        6.底板注漿鋼管注漿加固施工及目的。沿巷幫與底板交線,按45°施工注漿孔,利用鋼管注漿,鋼管長度一般不小于巷道寬度的二分之一,按漿液擴散半徑確定間距。其目的在于,通過底板注漿鋼管注漿,增加該區域圍巖強度,截斷通過兩幫向底板傳遞的壓力,達到減少巷道底臌的目的。

        二、回順及運輸斜巷加固段施工方案

        S2S6工作面長300m,平均煤厚12.7m,埋深-700m,現已回采結束,正進行三機拆除?;夭善陂g,回順劈裂注漿加固與注漿錨索工業性試驗段共分為六段進行施工,在回順135m到回順口、運輸斜巷沿線采取注漿加固措施,對巷道注漿后承壓抗變形能力進行了觀測。

        1.施工方案。巷道噴漿封閉后,先在巷道2m圍巖范圍利用鋼管注漿構筑承壓蓋板,然后施工注漿錨索,實現深部圍巖注漿和錨索全程錨固。

        2.承壓蓋板施工工藝。劈裂注漿孔口均勻布置在巷道輪廓線上,每排布置9個劈裂注漿孔,眼孔間距1.2m,兩側最下排劈裂注漿孔角度不小于45°,深度4m;其余眼孔深度2m,巷道原支護棚距0.6m時,排距為2.4m;棚距0.7m時,排距為2.1m,見圖1。漿液采用水固比0.52:1的復合可控水泥漿液,其中劈裂注漿劑占固料的8%、Po52.5級普通硅酸鹽水泥占固料的92%。利用寸管加工成長度為1.2m注頭進行劈裂注漿,劈裂注漿壓力≥3MPa時停止劈裂注漿。劈裂注漿采用ZBY50/7-11型電泵劈裂注漿。

        1 ?巷道劈裂注漿孔布置示意圖

        3.注漿錨索施工。注漿錨索規格為Ф21.8×7300mm,布置形式為在巷道頂板正中布置1根,以此錨索為基準向兩幫每間隔1.4m施工1根錨索,每排布置5根錨索。巷道原支護棚距0.6m,排距為1.2m;棚距0.7m時,排距為1.4m,見圖2。漿液采用MZM70無機注漿料配制,水灰比為1:3.2。漿壓力8MPa時或注漿錨索孔口外側有漿體擠出為停止注漿標準。注漿錨索采用QZB-15/9型氣動注漿泵注漿。2 ?注漿錨索布置示意圖

        三、注漿效果分析

        采用鉆孔窺視等方法確定了漿液的擴散半徑和漿液的擴散深度,再結合對圍巖力學參數、微觀結構、成分以及變形情況等方面的測試結果,作出了注漿效果評價。

        1.平礦蓋板注漿的漿體擴散半徑在1200~2300m之間,如圖3。最短注漿深度為570mm,最長注漿深度為2740mm。

        ? 3 大平礦蓋板注漿效果示意圖

        2.深部圍巖注漿錨索注漿效果評價。注漿錨索的漿體擴散半徑600~2100mm之間,如圖4。漿液的最短注漿深度為0mm(在3#~4#注漿錨索中心窺視孔內未發現漿液,窺視中發現,該區域圍巖較為完整,裂隙不發育,因而沒有發現漿液的存在),最長注漿深度為2430mm。

        4 大平礦注漿錨索注漿效果示意圖

        四、聯合支護效果

        通過對巷道圍巖的變形量觀測,以及對非試驗段觀測對比分析,非試驗段的巷道中高日收縮量高達15mm,中寬日收縮量為5mm,并出現底臌現象,需要翻修。運輸斜巷及回風聯絡巷采用圍巖劈裂注漿施工承壓蓋板加固與注漿錨索聯合試驗段的巷道中高日收斂量6-7mm,累計最大收斂量350mm,巷道中寬日收斂量2-3mm,累計最大收斂量145mm,巷道基本保持原樣,有微量底臌,滿足工作面回撤要求,實現了不需要巷道翻修的目的,取得了較大的安全與經濟效益。

        7 只施工承壓蓋板注漿的回風聯絡巷頂板部分略有變形,但不影響正常生產