注浆加固技术研究
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高地应力及复杂地质条件下锚喷巷道的注浆加固技术研究
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专题 论 述
高地应力及复 杂地质条件下锚喷巷追昀注浆力 固技术研穷 口
邯 郸矿 业集 团有 限公 司 陶二 矿 郝 益杰
［ 摘 要 ］ 对 高 地 应 力及 复 杂地 质 条 ４ ｑＮ， 年 限 较 长 的 岩 巷 。 道 所 受 压 力较 大 、 针 ｑｖ 务 － 巷 围岩 性 较 差 使 巷 道 变 形 量 大 ， 过 分 析 ， 定 出 通 制
全 断面注浆加 固使 巷道破碎 的岩石 重塑在一体 ， 高巷道支护强度 ， 提 从而 述 ．
南采皮带巷位于陶二矿 的四下采 区南翼 向南 约 ２ ０～３０米左右 ， ８ ０ 部 分段 位 于三 下 采 区 北 翼 采 空 区 的 上 部 ， 道 基 本 沿 煤 岩 层 倾 向 掘 进 ， 巷 走 向方 位 １９ ， 度 １。层 位 在 ２ 煤 的上 部 约 ６ ２ 。坡 ７， ＃ ０～１０米 位 置 处 ， １ 全 长 １６ ７ ０米 ， 沟 通 主井 煤 仓 与 南 采 区 、 大 区 首 采 区 的 主 要 运 输 巷 道 是 扩 和进 风 巷 ， 计 服 务 年 限 较 长 。 设 南 采 皮 带 巷 巷 道 设 计 规 格 为 ４６×３６米 （ Ｘ高 ） 支 护 方 式 为 锚 ． ． 宽 ， 喷支护 配合顶部补强 单体锚 索支护 。即选用 ２ ２×２ ０ ｒ ４０ ｍ超强 螺纹 ａ 钢锚杆 配合 １ ｒ ６ ｍ钢筋制作 的 ４７米顶梯 子梁和 １ｒｍ钢筋制作 ａ ． ４ ａ 的１ ． 帮梯子梁 支护 ，锚杆 间排距 ７ ０Ｘ７０ ｍ。岩石较 破碎段 加 ６米 ０ ０ ｒ ａ １５ ４ ０×９ ０ ｍ 盘 条 网 。顶 部 锚 索 选 用 １ ． ０ ０ ｍ 钢 绞 线 配合 一块 ５ｒ ａ ５２ ｘ８０ ｒ ４ ａ ４ ０×４ ０×６ ｍ大 托 盘 和 一 块 １０Ｘ１０×６ ｍ 的小 托 盘 支 护 。 排 ４ ０ ０ ａ ｒ ３ ３ ｍ 每 根， 同排锚索的间距平均布置， 排距 ２米 ， 之后喷浆 ， 喷厚要求 １ ０ ２ｍｍ。 这样的支护效果很 好， 整条 巷道的变形量都很小 ， 从支护 的效 果上 看是成功的。在掘进 到坡底 向上 １ ０米处时 ， ０ 经地质部 门提供 资料 ， 由 于受 Ｆ ２大断层影 响 ，有 分支断层 已延 伸到南采皮带巷 的掘进范 围 ， １ ｌ≠和 ２ 煤 层 的 倾 角 由原 来 的 ｌ。 成 了 ６ ～ 。 间 ，这 样 从 坡 底段 ｝ ＃ ６变 。 ８之 向上 约 １０米 的 巷道 段 距 下 部 的 ２ 煤 层 只 有 ３ ２ ＃ ０～６ ０米左 右 ，距 １ ＃ 煤层则约 １ ５～４ 米 。在 当初 掘 进 时 顶 部 岩 石 的 岩 性 和 破 碎 程 度并 没 有 ０ 明显 的 变 化 ， 中砂 岩 和 细砂 岩 。 只 是 巷 道 的 底 部 岩 石 变 为 粘 土岩 ， 为 顶 部 有 少 量 的 淋 水 。 掘 过 去 后 ，这 １０米 的 巷 道 开 始 先 后 不 同程 度 的 变 ２ 形 ， 明显的是两帮逐渐内敛 ， 最 浆皮开裂 ， 锚杆失效 ， 个别顶锚索 由于顶 板压力过大和淋水的锈蚀 已开 始断裂 ， 底板严重鼓起 ， 巷道规格 由原来 的 ４６ｘ３６米 （ ×高 ） ． ． 宽 断面变形 为 ３５×２６米 ～３１×２３米（ ×高 ） ． ． ． ． 宽 规格不等 ，经现场建立观测站实测 ，两帮 的内敛 量平均 在 １１ ～１５ ．米 ． 米， 顶板下沉量在 ０３～０６米 ， 板鼓起量 在 ０６～１ ． ． 底 ． ． ５米之 间 ， 严重影 响了正常的运输工作 和通风需 要。矿 曾经两次派 队伍先后对该段巷道 进行卧底 、 扩帮和挑顶维修 ， 企图通过缩小锚杆问排距 、 打地角锚杆 、 加 密加长顶锚索和套架 Ｕ型钢棚 子等一 系列提 高支护强度 的措施来解决 这 个 难 题 ， 效 果 均 不理 想 。 后 大 约 一 个 月 的 时 间 ， 道 还是 会 变形 。 但 过 巷 在这种形势下 ，我 矿组织 了技术骨干针对这个难题多次进行 了研 究和探讨 ，最 终确定 了在正 常支护和喷浆后再进行注水泥浆加 固的方 案， 并在南采皮带巷从坡 底向上 ３ ０米这一变形最严重 的地段开始实施 和试 验 ， 得 了 很 大 的成 效 。 取 ２所 采 用 的科 学 技 术 原 理 ． 锚喷巷道注浆技 术的科 学原理是在地应力高 、遇断层构造带岩石 破 碎地 段掘进时 ， 先进行 正常支护 即打锚杆 和锚索 ， 形成 了一个骨架 ， 喷浆后把整个巷道封 闭了起来 ， 通过 注浆泵较高的压力 ， 再 将水泥浆强 制压入巷道深部岩石 的缝 隙， 极的把破碎松软的岩石重塑成一体 ， 积 主 动 的给失衡 的岩 石一个有力 的支撑点求得 了平衡 ， 两个下斜 ３ 。 的注 ｎ 浆孑 有效加同了巷道 的底角 ， 定了巷 道的塑性区 ， Ｌ 稳 从而达到 了保持巷 道结构不变形的效果 。 ３技 术 关键 及创 新 点 ． 锚喷巷道注浆加 固技术 的主要实旋程序是 ：在巷道过断层构造带 时或 围岩 变 的 破 碎 时 ， 巷道 掘进 按 照设 计 正 常 支 护 并 喷 浆 ， 天 后 开 始 两 打孔注水泥浆 。实施 注浆加 固措施 打破了以往锚喷巷道的传统支护工 艺 ， 过 注 浆 对 巷道 深部 围 岩进 行 加 固 ， 动 深 部 围 岩 主 动 支 护 的积 极 通 调 性， 并将表层破碎 的岩石 重塑成一体 ， 高支护强度 ， 而保持巷道 的 提 从 成形 。 根据南采皮带巷 的规格 ， 设计注浆孔每排 ８ ， 深 ２米 ， 个 孔 要求两 帮最低下 的 ２个注浆孔下斜 ３ 。 ０ 布置 ， 深 １ 孔 ． ， ５米 同排注浆孔间距 １１ ． 米， 排距 ２米 ， 注浆孑 均 向着拱心的方 向倾斜。 见注浆孑 布置 图） 注浆 Ｌ （ Ｌ 。 孔使用 ７ ５ ６ ５型风锤打孔 ，钻头 直径 ４ ｍｍ，孑 径 ４ ｍｍ。注浆管选用 ７ Ｌ ９ （１ ｂ． ２寸钢 管， 长度 １ ． ， ２米 一头 留有 １０ ｍ长度加工成丝 扣用 来与阀 ０ｒ ａ 门接通 ， 中间加工成细丝倒扣 ， 便于缠麻 ， 以防止注浆时管 子被 压力挤 出。我矿选用的是 ２ Ｇ 一 ０２０ Ｔ Ｚ ６ ／１ Ｘ型双液调速高 压注浆泵 ， 传动速度分
专题 论 述
高地应力及复 杂地质条件下锚喷巷追昀注浆力 固技术研穷 口
邯 郸矿 业集 团有 限公 司 陶二 矿 郝 益杰
［ 摘 要 ］ 对 高 地 应 力及 复 杂地 质 条 ４ ｑＮ， 年 限 较 长 的 岩 巷 。 道 所 受 压 力较 大 、 针 ｑｖ 务 － 巷 围岩 性 较 差 使 巷 道 变 形 量 大 ， 过 分 析 ， 定 出 通 制
全 断面注浆加 固使 巷道破碎 的岩石 重塑在一体 ， 高巷道支护强度 ， 提 从而 述 ．
南采皮带巷位于陶二矿 的四下采 区南翼 向南 约 ２ ０～３０米左右 ， ８ ０ 部 分段 位 于三 下 采 区 北 翼 采 空 区 的 上 部 ， 道 基 本 沿 煤 岩 层 倾 向 掘 进 ， 巷 走 向方 位 １９ ， 度 １。层 位 在 ２ 煤 的上 部 约 ６ ２ 。坡 ７， ＃ ０～１０米 位 置 处 ， １ 全 长 １６ ７ ０米 ， 沟 通 主井 煤 仓 与 南 采 区 、 大 区 首 采 区 的 主 要 运 输 巷 道 是 扩 和进 风 巷 ， 计 服 务 年 限 较 长 。 设 南 采 皮 带 巷 巷 道 设 计 规 格 为 ４６×３６米 （ Ｘ高 ） 支 护 方 式 为 锚 ． ． 宽 ， 喷支护 配合顶部补强 单体锚 索支护 。即选用 ２ ２×２ ０ ｒ ４０ ｍ超强 螺纹 ａ 钢锚杆 配合 １ ｒ ６ ｍ钢筋制作 的 ４７米顶梯 子梁和 １ｒｍ钢筋制作 ａ ． ４ ａ 的１ ． 帮梯子梁 支护 ，锚杆 间排距 ７ ０Ｘ７０ ｍ。岩石较 破碎段 加 ６米 ０ ０ ｒ ａ １５ ４ ０×９ ０ ｍ 盘 条 网 。顶 部 锚 索 选 用 １ ． ０ ０ ｍ 钢 绞 线 配合 一块 ５ｒ ａ ５２ ｘ８０ ｒ ４ ａ ４ ０×４ ０×６ ｍ大 托 盘 和 一 块 １０Ｘ１０×６ ｍ 的小 托 盘 支 护 。 排 ４ ０ ０ ａ ｒ ３ ３ ｍ 每 根， 同排锚索的间距平均布置， 排距 ２米 ， 之后喷浆 ， 喷厚要求 １ ０ ２ｍｍ。 这样的支护效果很 好， 整条 巷道的变形量都很小 ， 从支护 的效 果上 看是成功的。在掘进 到坡底 向上 １ ０米处时 ， ０ 经地质部 门提供 资料 ， 由 于受 Ｆ ２大断层影 响 ，有 分支断层 已延 伸到南采皮带巷 的掘进范 围 ， １ ｌ≠和 ２ 煤 层 的 倾 角 由原 来 的 ｌ。 成 了 ６ ～ 。 间 ，这 样 从 坡 底段 ｝ ＃ ６变 。 ８之 向上 约 １０米 的 巷道 段 距 下 部 的 ２ 煤 层 只 有 ３ ２ ＃ ０～６ ０米左 右 ，距 １ ＃ 煤层则约 １ ５～４ 米 。在 当初 掘 进 时 顶 部 岩 石 的 岩 性 和 破 碎 程 度并 没 有 ０ 明显 的 变 化 ， 中砂 岩 和 细砂 岩 。 只 是 巷 道 的 底 部 岩 石 变 为 粘 土岩 ， 为 顶 部 有 少 量 的 淋 水 。 掘 过 去 后 ，这 １０米 的 巷 道 开 始 先 后 不 同程 度 的 变 ２ 形 ， 明显的是两帮逐渐内敛 ， 最 浆皮开裂 ， 锚杆失效 ， 个别顶锚索 由于顶 板压力过大和淋水的锈蚀 已开 始断裂 ， 底板严重鼓起 ， 巷道规格 由原来 的 ４６ｘ３６米 （ ×高 ） ． ． 宽 断面变形 为 ３５×２６米 ～３１×２３米（ ×高 ） ． ． ． ． 宽 规格不等 ，经现场建立观测站实测 ，两帮 的内敛 量平均 在 １１ ～１５ ．米 ． 米， 顶板下沉量在 ０３～０６米 ， 板鼓起量 在 ０６～１ ． ． 底 ． ． ５米之 间 ， 严重影 响了正常的运输工作 和通风需 要。矿 曾经两次派 队伍先后对该段巷道 进行卧底 、 扩帮和挑顶维修 ， 企图通过缩小锚杆问排距 、 打地角锚杆 、 加 密加长顶锚索和套架 Ｕ型钢棚 子等一 系列提 高支护强度 的措施来解决 这 个 难 题 ， 效 果 均 不理 想 。 后 大 约 一 个 月 的 时 间 ， 道 还是 会 变形 。 但 过 巷 在这种形势下 ，我 矿组织 了技术骨干针对这个难题多次进行 了研 究和探讨 ，最 终确定 了在正 常支护和喷浆后再进行注水泥浆加 固的方 案， 并在南采皮带巷从坡 底向上 ３ ０米这一变形最严重 的地段开始实施 和试 验 ， 得 了 很 大 的成 效 。 取 ２所 采 用 的科 学 技 术 原 理 ． 锚喷巷道注浆技 术的科 学原理是在地应力高 、遇断层构造带岩石 破 碎地 段掘进时 ， 先进行 正常支护 即打锚杆 和锚索 ， 形成 了一个骨架 ， 喷浆后把整个巷道封 闭了起来 ， 通过 注浆泵较高的压力 ， 再 将水泥浆强 制压入巷道深部岩石 的缝 隙， 极的把破碎松软的岩石重塑成一体 ， 积 主 动 的给失衡 的岩 石一个有力 的支撑点求得 了平衡 ， 两个下斜 ３ 。 的注 ｎ 浆孑 有效加同了巷道 的底角 ， 定了巷 道的塑性区 ， Ｌ 稳 从而达到 了保持巷 道结构不变形的效果 。 ３技 术 关键 及创 新 点 ． 锚喷巷道注浆加 固技术 的主要实旋程序是 ：在巷道过断层构造带 时或 围岩 变 的 破 碎 时 ， 巷道 掘进 按 照设 计 正 常 支 护 并 喷 浆 ， 天 后 开 始 两 打孔注水泥浆 。实施 注浆加 固措施 打破了以往锚喷巷道的传统支护工 艺 ， 过 注 浆 对 巷道 深部 围 岩进 行 加 固 ， 动 深 部 围 岩 主 动 支 护 的积 极 通 调 性， 并将表层破碎 的岩石 重塑成一体 ， 高支护强度 ， 而保持巷道 的 提 从 成形 。 根据南采皮带巷 的规格 ， 设计注浆孔每排 ８ ， 深 ２米 ， 个 孔 要求两 帮最低下 的 ２个注浆孔下斜 ３ 。 ０ 布置 ， 深 １ 孔 ． ， ５米 同排注浆孔间距 １１ ． 米， 排距 ２米 ， 注浆孑 均 向着拱心的方 向倾斜。 见注浆孑 布置 图） 注浆 Ｌ （ Ｌ 。 孔使用 ７ ５ ６ ５型风锤打孔 ，钻头 直径 ４ ｍｍ，孑 径 ４ ｍｍ。注浆管选用 ７ Ｌ ９ （１ ｂ． ２寸钢 管， 长度 １ ． ， ２米 一头 留有 １０ ｍ长度加工成丝 扣用 来与阀 ０ｒ ａ 门接通 ， 中间加工成细丝倒扣 ， 便于缠麻 ， 以防止注浆时管 子被 压力挤 出。我矿选用的是 ２ Ｇ 一 ０２０ Ｔ Ｚ ６ ／１ Ｘ型双液调速高 压注浆泵 ， 传动速度分
返修巷道全断面注浆加固技术研究
支 承性 能 ， 加 了巷 道断 面 的稳 定 性 。 过两 个多 增 经
图 １ 轨道上 山原 支护设计示意图
月对 围岩位移、 应力进行监测 ， 取得 了具有借鉴意
义的成果 。
２ 注 浆加 固 机 理
巷 道在 地应 力及 开采 扰动作 用 下 ，围岩 裂 隙
１ 原 巷 道 支 护 设 计
比较发育 ， 这为注浆加 固围岩体提供 了贯通通道 ， 使得浆液充填裂 隙区， 增加破裂岩体 的粘聚力 ， 提 高围岩体的支承稳定性。注浆加固作用一般包括 如下几点 ： ①骨架网络作用（ 提高煤岩体的整体强 度） 。对破 碎煤 岩体 注浆 ， 浆液 在泵 压 的作用 下挤 压 或渗 透 到破碎 煤岩 体 的裂 隙中 ， 液 固结后 ， 浆 以 固体的形式充填在裂隙中并与岩体 固结 ，这些充
赵 固 二 矿 轨 道 上 山 位 于 矿 井 南 部 ，埋 深 ７ １ 巷道 坡度 １。 巷道所 在 层位 岩性 为粉 砂 ２ ．ｍ， ９ ９。 岩 ， 黑 色 中厚层 状水 平层 理 ， 灰 含泥 质 、 质 结核 ， 钙 性 软 。 道 上 山原设 计 断面 为直墙 半 圆拱 形巷 道 ， 轨 净 断 面 ４５０ｍ ５ 巷 道 顶 和两 帮 采 用 ０ ｍ ｘ３５０ｍｍ，
由于底 鼓 和两 帮变形 严 重 ，常规 支护 方式 难 以取 得 有效 控制 ， 道返 修频 率逐 年增 加 ， 巷 给生 产 及维 护 带来 很 大 困难 ］ 以 ， 部 巷 道对 底 鼓 和两 。所 深 帮 的控 制 已成 为巷道 支 护 的关 键 。
针对返修巷道围岩破碎岩体塑性变形量大 、 顶 板承 载应 力不 均匀 及底 板 岩体 遇水 膨胀 破开采 后 ，三 高” 即 高地 应 力 、 高温 以及 高渗 流对巷 道 的 影响 尤 为明 “ 显 ， 现 出巷 道 围岩 塑性 变形 区增 加 ， 效承 载 能 力降低 以及 单 一锚 网索支护 抗 变 表 有 形能 力差 等特 点 。为 了解 决这 种 问题 ， 出了采 用全 断 面注 浆加 固技 术提 高塑性破 提 坏 区岩体 承 载 强度及 浅部 围岩 的稳 定 性 。通过 对 试验 巷道 进行 工程试 验 ，结 果表 明 ： 底板 移近 量 为 ８ Ｌ 两帮 偏 移量 为 １ ２ｒｍ ， 别减 少 了 ８ ． ９ ．％， 顶 ６ｒｍ、 ￣ ４ ． ａ 分 １ ％、４３ 底鼓 ９ 和 巷道 两帮 大变形得 到 了有 效控 制 。 ［ 键 词 ］ 软 岩 巷 道 ； 鼓 ； 变 形 ； 浆 加 固 ； 浅部 注 浆 关 底 大 注 深 ［ 中图 分类 号 ］Ｔ ５ ［ Ｄ３３ 文献 标识 码 ］Ｂ ［ 文章编 号 ］１７ ＿ ４ （ １）３ ５ 一３ ６ ２９ ３２ ２０ ０７Ｏ ９ ０
图 １ 轨道上 山原 支护设计示意图
月对 围岩位移、 应力进行监测 ， 取得 了具有借鉴意
义的成果 。
２ 注 浆加 固 机 理
巷 道在 地应 力及 开采 扰动作 用 下 ，围岩 裂 隙
１ 原 巷 道 支 护 设 计
比较发育 ， 这为注浆加 固围岩体提供 了贯通通道 ， 使得浆液充填裂 隙区， 增加破裂岩体 的粘聚力 ， 提 高围岩体的支承稳定性。注浆加固作用一般包括 如下几点 ： ①骨架网络作用（ 提高煤岩体的整体强 度） 。对破 碎煤 岩体 注浆 ， 浆液 在泵 压 的作用 下挤 压 或渗 透 到破碎 煤岩 体 的裂 隙中 ， 液 固结后 ， 浆 以 固体的形式充填在裂隙中并与岩体 固结 ，这些充
赵 固 二 矿 轨 道 上 山 位 于 矿 井 南 部 ，埋 深 ７ １ 巷道 坡度 １。 巷道所 在 层位 岩性 为粉 砂 ２ ．ｍ， ９ ９。 岩 ， 黑 色 中厚层 状水 平层 理 ， 灰 含泥 质 、 质 结核 ， 钙 性 软 。 道 上 山原设 计 断面 为直墙 半 圆拱 形巷 道 ， 轨 净 断 面 ４５０ｍ ５ 巷 道 顶 和两 帮 采 用 ０ ｍ ｘ３５０ｍｍ，
由于底 鼓 和两 帮变形 严 重 ，常规 支护 方式 难 以取 得 有效 控制 ， 道返 修频 率逐 年增 加 ， 巷 给生 产 及维 护 带来 很 大 困难 ］ 以 ， 部 巷 道对 底 鼓 和两 。所 深 帮 的控 制 已成 为巷道 支 护 的关 键 。
针对返修巷道围岩破碎岩体塑性变形量大 、 顶 板承 载应 力不 均匀 及底 板 岩体 遇水 膨胀 破开采 后 ，三 高” 即 高地 应 力 、 高温 以及 高渗 流对巷 道 的 影响 尤 为明 “ 显 ， 现 出巷 道 围岩 塑性 变形 区增 加 ， 效承 载 能 力降低 以及 单 一锚 网索支护 抗 变 表 有 形能 力差 等特 点 。为 了解 决这 种 问题 ， 出了采 用全 断 面注 浆加 固技 术提 高塑性破 提 坏 区岩体 承 载 强度及 浅部 围岩 的稳 定 性 。通过 对 试验 巷道 进行 工程试 验 ，结 果表 明 ： 底板 移近 量 为 ８ Ｌ 两帮 偏 移量 为 １ ２ｒｍ ， 别减 少 了 ８ ． ９ ．％， 顶 ６ｒｍ、 ￣ ４ ． ａ 分 １ ％、４３ 底鼓 ９ 和 巷道 两帮 大变形得 到 了有 效控 制 。 ［ 键 词 ］ 软 岩 巷 道 ； 鼓 ； 变 形 ； 浆 加 固 ； 浅部 注 浆 关 底 大 注 深 ［ 中图 分类 号 ］Ｔ ５ ［ Ｄ３３ 文献 标识 码 ］Ｂ ［ 文章编 号 ］１７ ＿ ４ （ １）３ ５ 一３ ６ ２９ ３２ ２０ ０７Ｏ ９ ０
注浆加固技术在沿空掘巷小煤柱的研究与应用
注浆加固技术在沿空掘巷小煤柱的研究与应用摘要：近年来,我国对煤矿的需求不断增加,煤矿开采越来越多.为提高煤炭资源回收率,部分煤矿使用沿空掘巷小煤柱布置工作面,但小煤柱在工作面回采过程中受到顶板来压和巷帮压力作用,小煤柱变形越来越严重,不利于工作面正常安全生产,因此本文首先分析固化支护原则,其次探讨沿空掘巷护巷煤柱注浆加固技术,最后就注浆加固支护效果检验进行研究,以供参考.关键词：沿空掘巷;窄煤柱;注浆加固引言沿空掘巷的巷道受到采动以及支撑压力等因素的影响，其围岩的裂隙发育、部分区域松散破碎、矿压表现突出，使得采空区的煤柱经常发生片帮，有时还会导致底板变形量大等现象，这些现象对回采过程中的安全性有极大的影响，并且使得维修巷道的成本增加，沿空掘巷中，小煤柱的稳定性对整个巷道的稳定性具有直接影响，本文采用注浆的方法对其进行加固，可以有效解决这一过程中巷道围岩发生变形或者破坏的难题。
1固化支护原则(1)保证巷道加固后保持巷道稳定，并使巷道的变形量确保在设计允许范围内，从支护方案及支护机理上，要着眼于喷浆封闭软弱岩煤体锚杆锚注联合支护，以提高围岩自身承载能力，实现强韧性封层、稳压注浆胶结主动支护、保证支护结构稳定的原则。
(2)要充分考虑到受强膨胀围岩来压快、变形量大和破碎极其严重的特点，采用支护重点在于对弱结构岩层和极软弱煤层造成巷道顶板两帮破坏的严重地段，进行放顶和扩帮，进行补锚补喷进行注浆固结围岩。
(3)施工过程中严格把控施工技术与安全生产的相互衔接、相互协调和相互促进，以安全为先，技术把关，达到巷道施工安全，后期巷道支护稳定、使用寿命增长、服务于矿井安全生产的原则。
2沿空掘巷护巷煤柱注浆加固技术2.1监测煤柱内部的应力注浆效果检验是通过围岩应力计来比较确定的，在煤柱上打孔分别测量已注浆和未注浆的煤柱内应力变化。
可以得出已注浆的煤柱孔内应力大于未注浆的煤柱，这一结果表明进行注浆加固可以连接破碎的煤岩，使其称为整体，增强其强度和承载力，同时也提高了其稳定性，更好的对围岩进行了控制。
注浆加固技术在路基中的适用性研究
注浆加固技术在路基中的适用性研究
肖邦
【期刊名称】《交通世界》
【年(卷),期】2024()12
【摘要】室内试验作为注浆加固技术应用分析的重要手段,能科学指导注浆施工与检测,对提高注浆加固效果具有重要意义。
为有效提升公路路基注浆加固效果,保证公路运营安全性、稳定性,结合室内试验,对注浆加固技术在路基中的适用性进行综合探究,论述了砂土注浆理论基础,分析了砂土的特征参数,通过砂土中水泥浆液渗透试验可以得出:粒径为0.6~1.18的多孔介质能有效阻止水泥浆液中水泥颗粒的渗透作用,利用水泥浆进行路基加固时,当土颗粒粒径低于此范围时,浆液渗透性较差,达不到加固效果。
【总页数】3页(P71-73)
【作者】肖邦
【作者单位】贵州省兴义公路管理局
【正文语种】中文
【中图分类】U416.1
【相关文献】
1.地聚合物注浆加固技术在拓建后道路路基加固养护的应用研究
2.公路路基施工中的注浆加固施工技术规范研究
3.地聚合物注浆加固技术在道路基层维修中的应用
研究4.注浆加固技术在公路路基加固中的研究与应用5.既有线框架桥顶进后框架桥两侧路基回填及过渡段路基注浆加固技术实践研究
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切眼过老巷破碎顶板注浆加固技术研究与应用
巷 破 碎 段 顶 板 的 稳 定 性 ， 善 了切 眼锚 网 索 支 护 的初 始 条 件 ， 改
用力过猛 、 严禁用脚蹬或硬推 ， 防止伤人 。 钻 孔 在 钻 进 过 程 中如 果 发 生 卡 钻 或 出水 等 情 况 时 ，要 立 即停钻并及时处理 ， 确保安全后方可继续施工。 在钻机钻进过程 中， 当钻到规定深 度的位置时 ， 至少应 留 有 ５分钟的空转时间使孔 内的煤渣和岩粉尽量排 出。 （ ） 工 注 射 前 ， 证 注浆 设 备 能 安 放 至 支 护 完 好 、 敞 ４施 保 宽
报 开 发 与 经 济 ，０ ６ １ （ ）６ — １ ２ ０ ，３ ６ ：０ ６ ．
【】 曹胜 根 ， 长友 ． 场 破 碎 顶 板 注浆 加 固机 理 【． ３ 刘 采 Ｊ 中国 矿 业 】 大 学学 报 ． ９ ，７３：８— ９ ． １ ８ ２ （）２ ８ ２ ０ ９
（） ８注射管严禁对人， 操作时人员接好管头， 人员身体必
须离 开至少 ５ ｍ 以上 ； ０ ｍ 施工用材料要分类堆放整齐 、 标识清
楚。
图 １ 冒 顶 范 围 图
（ ） 有管路联 接必须采用 专用 “ ” ９所 ｕ 型销子 ， 在丝扣联 接
处 ， 须 上 紧 丝 扣 ， 接 丝 必 须 牢 固可 靠 。 必 联
保证了巷道的锚 固效果 ， 提高 了安全可靠性 。
参考 文献 『 汪华君， １ １ 张淑 同． 树脂浆加 固破碎 顶煤在 南屯煤矿 的应用 ｆ． 东煤 炭 科 技 ，０ ６ ２ ：， Ｊ山 】 ２ （ ）ｌ３ 『 张 林 红 ． 碎 巷 道 顶 板 注 浆加 固技 术 研 究 与应 用 ． 技 慵 ２ １ 破 科
工 。施 工 期 间严 防物 料 、 工具 及 人 员 上 溜 子 。
用力过猛 、 严禁用脚蹬或硬推 ， 防止伤人 。 钻 孔 在 钻 进 过 程 中如 果 发 生 卡 钻 或 出水 等 情 况 时 ，要 立 即停钻并及时处理 ， 确保安全后方可继续施工。 在钻机钻进过程 中， 当钻到规定深 度的位置时 ， 至少应 留 有 ５分钟的空转时间使孔 内的煤渣和岩粉尽量排 出。 （ ） 工 注 射 前 ， 证 注浆 设 备 能 安 放 至 支 护 完 好 、 敞 ４施 保 宽
报 开 发 与 经 济 ，０ ６ １ （ ）６ — １ ２ ０ ，３ ６ ：０ ６ ．
【】 曹胜 根 ， 长友 ． 场 破 碎 顶 板 注浆 加 固机 理 【． ３ 刘 采 Ｊ 中国 矿 业 】 大 学学 报 ． ９ ，７３：８— ９ ． １ ８ ２ （）２ ８ ２ ０ ９
（） ８注射管严禁对人， 操作时人员接好管头， 人员身体必
须离 开至少 ５ ｍ 以上 ； ０ ｍ 施工用材料要分类堆放整齐 、 标识清
楚。
图 １ 冒 顶 范 围 图
（ ） 有管路联 接必须采用 专用 “ ” ９所 ｕ 型销子 ， 在丝扣联 接
处 ， 须 上 紧 丝 扣 ， 接 丝 必 须 牢 固可 靠 。 必 联
保证了巷道的锚 固效果 ， 提高 了安全可靠性 。
参考 文献 『 汪华君， １ １ 张淑 同． 树脂浆加 固破碎 顶煤在 南屯煤矿 的应用 ｆ． 东煤 炭 科 技 ，０ ６ ２ ：， Ｊ山 】 ２ （ ）ｌ３ 『 张 林 红 ． 碎 巷 道 顶 板 注 浆加 固技 术 研 究 与应 用 ． 技 慵 ２ １ 破 科
工 。施 工 期 间严 防物 料 、 工具 及 人 员 上 溜 子 。
大采高工作面特殊构造区域注浆加固技术研究
Ｉ ｌ 匿困豳
ｆ ｜ １ ” ｌ 。 、 ａ ｝ 一 。 山 西 煤 炭 ＳＨＡＮ ＸＩ ＭＥ Ｉ ＴＡＮ
第３ ３ 卷
第１ １ 期
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ０ ５ ０ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ － ０ ０ ６ ２ — ０ ２
大采高工作面特殊构造区域注浆加固技术研究
刘 军 锋
（ 山西晋城无烟煤矿业集 团有限责任公司 摘 寺河煤矿 ， 山西 晋城 ０ ４ ８ ２ ０ ５ １ ）
要： 寺河煤矿通过不 同地点 、 不 同地质备件下的 注浆实践 ， 研 究注浆施 工技 术 ， 解决大采 高工作 面和 巷道过软煤
区、 断层 、 陷落柱及动压影响 区域的顸板 管理难度 大的问题 。 研究掌握注浆技 术 ， 能为大采 高工作 面及巷道在遇 特殊 地质 条
３ ０ 。上仰。 为保证注浆孑 Ｌ 末端延伸至巷道顶板 ， 钻孔设计
深度 ６ ｍ， 注浆压力不低于 １ ０ ＭＰ ａ 。注浆材料 “ 马丽散 ” ， Ａ、 Ｂ两种组分混合使用 ， 配比 １ ： １ 。 根据注浆实际统计 ， 每个钻孔 注浆 量平 均 １ ． ５ ～ ２ ｔ 。通 过注浆 ， 有效改善 了断 层 附近煤 岩体 的强度 和结构 ，提高 了煤体抗 变形能力 ， 确保 了过断层 期间的顶板安全 。 ２ ）工作 面末采 。寺河 煤矿 ４ ３ ０ ２工作 面在末 采前
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ６ — ０ ８
作者简 介 ： 刘军锋 （ １ ９ ７ ８ 一 ） ， 男， 山西晋城人 ， 大学本科 ， 工程师 ， 从事采掘设计工作 。
６ ２
第３ ３ 卷 第１ １ 期 ２ ０ １ ３ 年１ １ 月
ＶＯ Ｉ ． ３３ ＮＯ． １１
ｆ ｜ １ ” ｌ 。 、 ａ ｝ 一 。 山 西 煤 炭 ＳＨＡＮ ＸＩ ＭＥ Ｉ ＴＡＮ
第３ ３ 卷
第１ １ 期
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ０ ５ ０ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ － ０ ０ ６ ２ — ０ ２
大采高工作面特殊构造区域注浆加固技术研究
刘 军 锋
（ 山西晋城无烟煤矿业集 团有限责任公司 摘 寺河煤矿 ， 山西 晋城 ０ ４ ８ ２ ０ ５ １ ）
要： 寺河煤矿通过不 同地点 、 不 同地质备件下的 注浆实践 ， 研 究注浆施 工技 术 ， 解决大采 高工作 面和 巷道过软煤
区、 断层 、 陷落柱及动压影响 区域的顸板 管理难度 大的问题 。 研究掌握注浆技 术 ， 能为大采 高工作 面及巷道在遇 特殊 地质 条
３ ０ 。上仰。 为保证注浆孑 Ｌ 末端延伸至巷道顶板 ， 钻孔设计
深度 ６ ｍ， 注浆压力不低于 １ ０ ＭＰ ａ 。注浆材料 “ 马丽散 ” ， Ａ、 Ｂ两种组分混合使用 ， 配比 １ ： １ 。 根据注浆实际统计 ， 每个钻孔 注浆 量平 均 １ ． ５ ～ ２ ｔ 。通 过注浆 ， 有效改善 了断 层 附近煤 岩体 的强度 和结构 ，提高 了煤体抗 变形能力 ， 确保 了过断层 期间的顶板安全 。 ２ ）工作 面末采 。寺河 煤矿 ４ ３ ０ ２工作 面在末 采前
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ６ — ０ ８
作者简 介 ： 刘军锋 （ １ ９ ７ ８ 一 ） ， 男， 山西晋城人 ， 大学本科 ， 工程师 ， 从事采掘设计工作 。
６ ２
第３ ３ 卷 第１ １ 期 ２ ０ １ ３ 年１ １ 月
ＶＯ Ｉ ． ３３ ＮＯ． １１
巷道穿越含砂层注浆加固支护技术研究
关键 词 ： 注浆加 固 ； 砂层 ； 巷道； 支护技 术
中 图分类 号 ： Ｔ Ｄ ３ ５ ３ 文 献标 识码 ： Ｂ
文章 编号 ： １ ６ ７ １ — ７ ４ ９ Ｘ（ ２ ０ １ ４） ０ １— ０ ０ ３ ３—０ ３
０ 引言
下峪 口煤 矿皮 带平 硐穿 过 的含砂 层为 河 流冲积 沉积砂 ， 颗粒细、 粘 结 强度 低 、 分 散 性强 、 渗 透性 差 。 为避 免巷 道掘进 过 程 中 冒顶 、 漏砂 及 片帮事 故 ， 减小 巷 道变 形及 巷 道开 挖 引起 的地 面变 形 … ， 根据 本 工
２ 化学注浆加 固砂层技术分析
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ７—１ ０ 作者简介 ： 吴 杰（ １ ９ ７ ２ 一） ， 男， 陕西凤 翔人 ， １ ９ ９ ８年 毕业 于西安 矿
２ ． １ 砂层 空 间加 固区
业学院采矿工程专业 ， 高级工程师 ， 从事煤矿技术与管理工作。
第 １ 期
吴 杰 范公勤
巷道穿越含砂层注浆加 固支护技术研究
３ ３
巷 道 穿 越 含 砂 层 注 浆 加 固 支 护 技 术 研 究
吴
（ １ ． 西安科技大学 能源学 院 ， 陕西 西安
杰 ， 范公 勤
７ １ ０ ０ ５ ４； ２ ． 陕煤化韩城矿业公司下峪 口煤矿 ， 陕西 韩城 ７ １ ５ ４ ０ ７ ）
结合现代巷道 （ 隧道） 支护理论 ， 提 出了“ 空问
陕
西
煤
炭
２ ０ １ ４焦
加 固支 护 理论 体 系 ” ， 将 全 断 面 砂 层 巷 道 的注 浆 加 固 区分 为三 个 区域 ， 全 断 面布孔 ６ ３个 。
中 图分类 号 ： Ｔ Ｄ ３ ５ ３ 文 献标 识码 ： Ｂ
文章 编号 ： １ ６ ７ １ — ７ ４ ９ Ｘ（ ２ ０ １ ４） ０ １— ０ ０ ３ ３—０ ３
０ 引言
下峪 口煤 矿皮 带平 硐穿 过 的含砂 层为 河 流冲积 沉积砂 ， 颗粒细、 粘 结 强度 低 、 分 散 性强 、 渗 透性 差 。 为避 免巷 道掘进 过 程 中 冒顶 、 漏砂 及 片帮事 故 ， 减小 巷 道变 形及 巷 道开 挖 引起 的地 面变 形 … ， 根据 本 工
２ 化学注浆加 固砂层技术分析
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ７—１ ０ 作者简介 ： 吴 杰（ １ ９ ７ ２ 一） ， 男， 陕西凤 翔人 ， １ ９ ９ ８年 毕业 于西安 矿
２ ． １ 砂层 空 间加 固区
业学院采矿工程专业 ， 高级工程师 ， 从事煤矿技术与管理工作。
第 １ 期
吴 杰 范公勤
巷道穿越含砂层注浆加 固支护技术研究
３ ３
巷 道 穿 越 含 砂 层 注 浆 加 固 支 护 技 术 研 究
吴
（ １ ． 西安科技大学 能源学 院 ， 陕西 西安
杰 ， 范公 勤
７ １ ０ ０ ５ ４； ２ ． 陕煤化韩城矿业公司下峪 口煤矿 ， 陕西 韩城 ７ １ ５ ４ ０ ７ ）
结合现代巷道 （ 隧道） 支护理论 ， 提 出了“ 空问
陕
西
煤
炭
２ ０ １ ４焦
加 固支 护 理论 体 系 ” ， 将 全 断 面 砂 层 巷 道 的注 浆 加 固 区分 为三 个 区域 ， 全 断 面布孔 ６ ３个 。
路基路面注浆技术加固方法研究
路基路面注浆技术加固方法研究摘要：注浆新技术涉及到气压、液压以及电气化学方面的技术，主要用于道路工程建设过程中。
施工开始之前，需要对注浆浆液进行设计，并且在注浆泵的压力之下，把注浆液体放入到施工区域的内部位置上。
注浆工作完成以后，借助外界的压力，浆液就会在路基路面的内部分散，利用浆液将原本在路基路面内部存储的水分和空间全都赶出来，通过一段时间后，形成化学反应，与浆液进行有机融合，使浆液具备有效的防水性与稳定性，路基路面的强度也会大大提升，有效的保障了市政道路的安全。
关键词：路基路面；注浆技术；加固方法基础的好坏决定整体结构质量，路基结构的稳定性直接影响公路质量。
由于高速公路行车速度较快，对路面质量的要求高，路面的开裂问题不能只是简单的填缝修补，而应找出开裂的具体原因，从根本上修复路面。
1工程概况（一）项目概况咸阳至淳化至旬邑高速公路南起咸阳市，沿咸阳市国道211轴线连接了咸阳、泾阳、淳化和旬邑，穿越了咸阳市南、中、北三大产业带。
咸阳旬高速公路LJ-2合同段，起讫里程K12+000～K19+000，全长7km，位于泾阳县和礼泉县境内，设计标准为全封闭四车道高速公路，时速100km/h。
咸旬高速公路于2014年底通车试运营。
在通车2年后，K13+218～K13+392段路面出现较严重的纵横向裂缝，纵向裂缝长度174m，最大宽度达20mm，同时局部路面发生沉陷。
该段路基施工时处于原泾河河道底，基底为软土路基，表层淤泥厚度1m，设计采用挖淤换填处理，填土高度3～5m，路侧设计有钢筋混凝土防撞护栏。
该段路基于2014年施工完成，但在2015年，当地在该段路基坡脚外埋设直径2m的引水管道，基坑开挖后回填土未经严格压实，该段路基在重力和路面车辆荷载的双重作用下，路面产生较严重开裂及局部沉陷。
为了避免路况进一步恶化，影响行车安全，必须对开裂的路面进行处理。
本文主要对K13+218～K13+392段路面开裂沉陷病害形成原因进行分析，并提出处治措施。
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1 巷道破碎围岩状况
徐州张集矿的 - 700m 水平西大巷西 三采区 车场段位于 F2与 F11两条大断层之间。 300m 巷 道共揭露落差 2～ 5m 断层 16条 , 落差 5～ 10m 以 上断层 8条 , 落差 10m 以上断层 5条 , 断层破碎带
宽 , 构造应力集中 , 巷道围岩破碎、 裂隙发育。 储 煤井附近巷道围岩应为 9- 2煤层底板粉砂岩 , 受断 层影响 , 巷道围岩变为黑色的炭质页岩 , 质软、 破 碎、 层理混乱 , 并夹有砂岩透镜体 , 表面光滑 , 伴 有淋水 ,常常巷道掘出后未打锚杆就发生大范围的 片帮、 冒顶 , 只得架设 29U 型钢拱形支架支护 , 接 近 F11断层时 , 层理几乎不能分辨 , 节理裂隙更加 发育、 炭质页岩变软、 碎 , 粘结能力极低 , 掘进巷 道基本不需放炮 ,风镐挖掘时也常发生片帮、冒顶 , 采用超前打撞楔也很难维护顶板 ,经常 2～ 3d才能 掘进 1m。 大巷储煤井段实测剖面示意见图 1。
( 4) 锚杆支护的关键是能否在锚固范围内形 成一定强度和厚度的内部支护结构 ,两者共同决定 该结构的支撑能力。 在巷道围岩单向强度为定值 时 , 其强度主要决定于单根锚杆具备的工作阻力 , 锚杆轴向的挤压力愈大 , 内部支护结构的强度愈 高 ; 此结构的厚度主要由锚杆长度和间排距决定。 锚杆愈长、 间排距愈小 , 内部支护结构愈厚。
水用量 /kg· m- 1
胶凝时间 /min
单轴抗压强度 / M Pa
2h
24h
7d
28d
1
1. 0
744
744
2
1. 5
542
813
3
2. 0
426
850
4
2. 5
352
880
8
10. 2 15. 8 17. 90 19. 10
10
4. 48 9. 14 10. 36 11. 51
12
3. 33 6. 26 7. 92 8. 7
图 4 注浆段巷道围岩变形
偏载荷时提高 2～ 3倍 , 提高支架的承载能力 , 使 预注浆固化段巷道维护状况显著改善。 5 结 论
( 1) 运用高水速凝材料对巷道破碎围岩注浆 固化 , 降低围岩的孔隙率、 封闭水源 , 浆液固结体 的网络骨架提高了围岩的整体性和承载能力 ,显著 改善了巷道的维护状况。
[ 2 ] 侯朝炯 . 煤巷锚杆支护 [ M ]. 徐州: 中国矿业大学出版社 , 1999.
[ 3 ] 马念杰 , 侯朝炯 . 采准巷道矿压理论及应用 [ M ]. 北京: 煤 炭工业出版社 , 1995.
作者简介: 单凤钱 ( 1961- ) , 1988年毕业于中国矿业大学 , 现为 江苏天能集团大刘煤矿副总工程师。曾主持研究多项科研项目 , 发 表论文数篇。
( 2) 巷道围岩成形好。 未注浆段 , 巷道围岩经 常片帮、 冒顶 , 深度达 1～ 2m , 甚至 4～ 5m, 支架 与围岩间不能有效、 充分接触 , 支架承受点载荷、 偏载荷 , 导致支架的承载能力大大降低 ; 而预注浆 固化段 , 巷道围岩成形状况好 , 支架与围岩能有效 接触。 U 型钢支架均匀承载 , 其承载能力比点载 荷、
16
2. 05 3. 97 5. 08 5. 44
根据高水速凝材料浆液的流动性能和其固结 体的力学参数、 - 700m水平西大巷围岩状况 , 确 定高水速凝材料浆液的水灰比为 1. 5∶ 1。 3. 2 注浆固化参数
注浆固化参数主要有: 注浆压力、 注浆量、 浆 液扩散半径及注浆孔的布置等。
( 1) 注浆压力。 注浆压力差异较大 , 主要取决 于围岩的渗透条件、 有无压力水、 浆液的流动力学 性质及注浆渗透范围等。注浆压力高 , 浆液渗透范 围大 , 但要防止过大的注浆压力破坏围岩 , 尤其在 强度较低的围岩内注浆时 , 更要注意。在西大巷中 注浆 ,围岩严重破碎时可选用 0. 5M Pa左右的注浆
图 2 岩体强度与其孔隙率关系 1- 三向抗压 (围压 4 M Pa) ; 2- 三向抗压 (围压为 2M Pa) ;
3- 单向抗压 ; 4- 抗拉
下裂隙出现失稳扩展的结果。注浆时浆液在泵压的 2. 3 注浆固化封闭水源
作用下 , 除了将一些较大的裂隙充填满 , 还可将一
水对巷道围岩有软化、 溶蚀等作用 , 它能改变
( 5) 锚杆支护应采用锚杆长度中部 (范围不低 于 1 /3有效长 ) 具有较高工作阻力的锚杆。为此建 议选择抗拉强度较高的材质制造锚杆 ; 采用全长锚
固。 此外可适当加大锚杆的有效长度。
参考文献:
[1 ] 张益东 , 李晋平 . 综放锚杆支护巷道顶煤内部支护结构承载 能力探讨 [ J] . 煤炭学报 , 1999, 24 ( 6) .
矿山压力与顶板管理 2000.№ 4 · 45·
压力 , 围岩较破碎时取 1. 0M Pa。 ( 2) 注浆量。从保证巷道围岩裂隙被充填密实
出发 , 注入的浆液应尽量保证裂隙被充填满 , 原则 上做到不进浆为止。
( 3) 浆液扩散半径。浆液扩散半径是确定注浆 孔布置及孔深的重要依据。由于浆液在围岩中扩散 的复杂性 , 目前的理论研究水平还不能准确描述 , 所以浆液扩散半径主要根据现场围岩的力学性质、 裂隙状况、 浆液性质及注浆压力等情况 , 先由经验 确定 , 然后由现场施工监测及实际扩散情况 , 再作 相应调整。 现场统计表明 , 浆液扩散半径达 0. 5～ 2. 2m。
文章编号: 1003- 5923( 2000) 04- 0044- 03
注浆加固技术研究
董正坤 , 朱庆华 , 李广余
(徐州矿务集团 张集煤矿 , 江苏 徐州 221147)
摘 要 : 高水速凝材料具有凝结 速度快、 早期强度大、 价格低廉的特点 , 运用高水速凝材料对巷道破碎 围岩注浆固化 , 可显著提高围岩承载能力 , 改善 巷道维护状况 , 为治理破碎围岩巷道提供了一条有效的技术 途径 , 并介绍一个注浆固化实 例。
(收稿日期 : 2000- 05- 27; 责任编辑: 晓 南 )
· 44· 2000. № 4 矿山压力与顶板管理
图 1 - 700m 水平西大巷储煤井段实测剖面示意图
2 巷道破碎围岩注浆固化机理
2. 1 充填压密及转变围岩破坏机制 断裂力学认为 , 连续介质内有裂隙时 , 在承载
过程中会形成强烈的应力集中 ,在裂隙端部产生最 大应力集中 ,介质产生破坏就是在一定的应力条件
岩强度和转变岩体破坏机制的作用。
巷道流水及含水层的水对围岩的软化 ,避免围岩强
2. 2 浆液固结体形成网络骨架
度因水的影响而大幅降低。
浆液经挤压或渗透到围岩纵横交错的裂隙中 固结 , 会形成网络骨架结构。形成网络骨架的高水
3 - 700m西大巷围岩注浆固化参数
速凝材料抗压强度不一定比围岩高 ,但此固结体具 3. 1 巷道围岩注浆固化材料的选择
与建设 , 1996 ( 3). [ 2 ] 郭丙志 , 杨印朝 , 柏建彪 . 用高水速凝材料治理煤仓漏 水
[ J]. 矿山压力与顶板管理 , 1997 ( 3、 4) .
(收稿日期: 2000- 07- 12; 责任编辑: 晓 南 )
· 46· 2000. № 4 矿山压力与顶板管理
为改变巷道维护状况、 加快工程施工速度 , 运 用高水速凝材料对此车场段围岩进行预注浆固化 综合治理 , 提高巷道围岩稳定性、 加快掘进速度 , 为破碎围岩巷道支护开辟新的技术途径。
宽度愈小 , 从而有利于巷道处于稳定状态。锚杆应 尽可能使用抗拉强度高的材质制造 ,并根据孔径选 择大直径锚杆 , 但应满足 “三径” 匹配关系 ; 锚杆 间排距要科学、 合理。
些充填不到的封闭裂隙和小裂隙压缩 ,甚至使其闭 岩石的性质使其强度及变形特性发生变化。含水量
合 , 提高围岩的弹性模量和强度。 根据试验得知 , 的增加显著降低巷道围岩强度 ,尤其是围岩含遇水
降低岩体的孔隙率 , 可大幅度提高岩体的强度 , 孔 膨胀的粘土类岩时 , 围岩膨胀变形更大 , 一般支护
隙率与岩体强度关系见图 2。注浆固化起到提高围 难以适应 , 围岩注浆可有效地封堵流水通道 , 隔离
注浆段采用 U型钢支护 , 巷道顶底、两帮相对 移近量仅 100～ 200mm 左右 , 锚杆支护段仅 70mm
左右。 巷道掘出 8d后 , 顶底、 两帮相对移近速度 降至 3m m /d; 90d后 , 注浆段 U型钢支护为 0. 4～ 0. 6m m /d, 锚杆支护为 0. 1～ 0. 2mm /d, 并有减小 的趋势。 预注浆固化 , 缩短了掘进影响期 , 围岩稳 定状态显著提高。
有良好的韧性和粘结性。当外载增加时 , 固化材料
本试验选用中国矿业大学研制的 ZKD高水速
发生变形但不破坏 ,载荷主要由强度较高的煤岩体 凝材料。 该材料的优点是速凝且可调、 水灰比高、
承担 ,这样围岩的破坏条件由原来的裂隙弱面强度 流动渗透性好、 在高水灰比条件下 100% 结石且不
条件向接近岩体强度条件转化。当外载超过围岩强 淅水、 固结体塑性好、 能适应围岩变形、 具有微膨
关键词: 破碎围岩 ; 注浆 ; 高水速 凝材料 中图分类号: T D353+ . 8 文献标识码: A
围岩性质和受力状态是巷道稳定的重要因素。 巷道开挖后围岩应力中的较大部分由围岩本身承 担。一旦岩体被破坏 , 不仅不能承担围岩应力 , 且 自身不能保持稳定 , 成为支护体的载荷。在围岩开 挖前预注浆 , 利用浆液来充填和固结围岩的裂隙 面 , 提高岩体强度 , 充分发挥岩体自身承载能力 , 保持围岩稳定、 参与巷道围岩内应力平衡过程。因 此 , 预注浆固化可显著提高巷道围岩承载能力 , 改 善巷道成型和维护状况。
对未注浆段及注浆固化段巷道围岩变形状况 设测站观测。巷道围岩变形观测结果见图 3、 图 4。
徐州张集矿的 - 700m 水平西大巷西 三采区 车场段位于 F2与 F11两条大断层之间。 300m 巷 道共揭露落差 2～ 5m 断层 16条 , 落差 5～ 10m 以 上断层 8条 , 落差 10m 以上断层 5条 , 断层破碎带
宽 , 构造应力集中 , 巷道围岩破碎、 裂隙发育。 储 煤井附近巷道围岩应为 9- 2煤层底板粉砂岩 , 受断 层影响 , 巷道围岩变为黑色的炭质页岩 , 质软、 破 碎、 层理混乱 , 并夹有砂岩透镜体 , 表面光滑 , 伴 有淋水 ,常常巷道掘出后未打锚杆就发生大范围的 片帮、 冒顶 , 只得架设 29U 型钢拱形支架支护 , 接 近 F11断层时 , 层理几乎不能分辨 , 节理裂隙更加 发育、 炭质页岩变软、 碎 , 粘结能力极低 , 掘进巷 道基本不需放炮 ,风镐挖掘时也常发生片帮、冒顶 , 采用超前打撞楔也很难维护顶板 ,经常 2～ 3d才能 掘进 1m。 大巷储煤井段实测剖面示意见图 1。
( 4) 锚杆支护的关键是能否在锚固范围内形 成一定强度和厚度的内部支护结构 ,两者共同决定 该结构的支撑能力。 在巷道围岩单向强度为定值 时 , 其强度主要决定于单根锚杆具备的工作阻力 , 锚杆轴向的挤压力愈大 , 内部支护结构的强度愈 高 ; 此结构的厚度主要由锚杆长度和间排距决定。 锚杆愈长、 间排距愈小 , 内部支护结构愈厚。
水用量 /kg· m- 1
胶凝时间 /min
单轴抗压强度 / M Pa
2h
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28d
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744
744
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426
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10. 2 15. 8 17. 90 19. 10
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4. 48 9. 14 10. 36 11. 51
12
3. 33 6. 26 7. 92 8. 7
图 4 注浆段巷道围岩变形
偏载荷时提高 2～ 3倍 , 提高支架的承载能力 , 使 预注浆固化段巷道维护状况显著改善。 5 结 论
( 1) 运用高水速凝材料对巷道破碎围岩注浆 固化 , 降低围岩的孔隙率、 封闭水源 , 浆液固结体 的网络骨架提高了围岩的整体性和承载能力 ,显著 改善了巷道的维护状况。
[ 2 ] 侯朝炯 . 煤巷锚杆支护 [ M ]. 徐州: 中国矿业大学出版社 , 1999.
[ 3 ] 马念杰 , 侯朝炯 . 采准巷道矿压理论及应用 [ M ]. 北京: 煤 炭工业出版社 , 1995.
作者简介: 单凤钱 ( 1961- ) , 1988年毕业于中国矿业大学 , 现为 江苏天能集团大刘煤矿副总工程师。曾主持研究多项科研项目 , 发 表论文数篇。
( 2) 巷道围岩成形好。 未注浆段 , 巷道围岩经 常片帮、 冒顶 , 深度达 1～ 2m , 甚至 4～ 5m, 支架 与围岩间不能有效、 充分接触 , 支架承受点载荷、 偏载荷 , 导致支架的承载能力大大降低 ; 而预注浆 固化段 , 巷道围岩成形状况好 , 支架与围岩能有效 接触。 U 型钢支架均匀承载 , 其承载能力比点载 荷、
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根据高水速凝材料浆液的流动性能和其固结 体的力学参数、 - 700m水平西大巷围岩状况 , 确 定高水速凝材料浆液的水灰比为 1. 5∶ 1。 3. 2 注浆固化参数
注浆固化参数主要有: 注浆压力、 注浆量、 浆 液扩散半径及注浆孔的布置等。
( 1) 注浆压力。 注浆压力差异较大 , 主要取决 于围岩的渗透条件、 有无压力水、 浆液的流动力学 性质及注浆渗透范围等。注浆压力高 , 浆液渗透范 围大 , 但要防止过大的注浆压力破坏围岩 , 尤其在 强度较低的围岩内注浆时 , 更要注意。在西大巷中 注浆 ,围岩严重破碎时可选用 0. 5M Pa左右的注浆
图 2 岩体强度与其孔隙率关系 1- 三向抗压 (围压 4 M Pa) ; 2- 三向抗压 (围压为 2M Pa) ;
3- 单向抗压 ; 4- 抗拉
下裂隙出现失稳扩展的结果。注浆时浆液在泵压的 2. 3 注浆固化封闭水源
作用下 , 除了将一些较大的裂隙充填满 , 还可将一
水对巷道围岩有软化、 溶蚀等作用 , 它能改变
( 5) 锚杆支护应采用锚杆长度中部 (范围不低 于 1 /3有效长 ) 具有较高工作阻力的锚杆。为此建 议选择抗拉强度较高的材质制造锚杆 ; 采用全长锚
固。 此外可适当加大锚杆的有效长度。
参考文献:
[1 ] 张益东 , 李晋平 . 综放锚杆支护巷道顶煤内部支护结构承载 能力探讨 [ J] . 煤炭学报 , 1999, 24 ( 6) .
矿山压力与顶板管理 2000.№ 4 · 45·
压力 , 围岩较破碎时取 1. 0M Pa。 ( 2) 注浆量。从保证巷道围岩裂隙被充填密实
出发 , 注入的浆液应尽量保证裂隙被充填满 , 原则 上做到不进浆为止。
( 3) 浆液扩散半径。浆液扩散半径是确定注浆 孔布置及孔深的重要依据。由于浆液在围岩中扩散 的复杂性 , 目前的理论研究水平还不能准确描述 , 所以浆液扩散半径主要根据现场围岩的力学性质、 裂隙状况、 浆液性质及注浆压力等情况 , 先由经验 确定 , 然后由现场施工监测及实际扩散情况 , 再作 相应调整。 现场统计表明 , 浆液扩散半径达 0. 5～ 2. 2m。
文章编号: 1003- 5923( 2000) 04- 0044- 03
注浆加固技术研究
董正坤 , 朱庆华 , 李广余
(徐州矿务集团 张集煤矿 , 江苏 徐州 221147)
摘 要 : 高水速凝材料具有凝结 速度快、 早期强度大、 价格低廉的特点 , 运用高水速凝材料对巷道破碎 围岩注浆固化 , 可显著提高围岩承载能力 , 改善 巷道维护状况 , 为治理破碎围岩巷道提供了一条有效的技术 途径 , 并介绍一个注浆固化实 例。
(收稿日期 : 2000- 05- 27; 责任编辑: 晓 南 )
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图 1 - 700m 水平西大巷储煤井段实测剖面示意图
2 巷道破碎围岩注浆固化机理
2. 1 充填压密及转变围岩破坏机制 断裂力学认为 , 连续介质内有裂隙时 , 在承载
过程中会形成强烈的应力集中 ,在裂隙端部产生最 大应力集中 ,介质产生破坏就是在一定的应力条件
岩强度和转变岩体破坏机制的作用。
巷道流水及含水层的水对围岩的软化 ,避免围岩强
2. 2 浆液固结体形成网络骨架
度因水的影响而大幅降低。
浆液经挤压或渗透到围岩纵横交错的裂隙中 固结 , 会形成网络骨架结构。形成网络骨架的高水
3 - 700m西大巷围岩注浆固化参数
速凝材料抗压强度不一定比围岩高 ,但此固结体具 3. 1 巷道围岩注浆固化材料的选择
与建设 , 1996 ( 3). [ 2 ] 郭丙志 , 杨印朝 , 柏建彪 . 用高水速凝材料治理煤仓漏 水
[ J]. 矿山压力与顶板管理 , 1997 ( 3、 4) .
(收稿日期: 2000- 07- 12; 责任编辑: 晓 南 )
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为改变巷道维护状况、 加快工程施工速度 , 运 用高水速凝材料对此车场段围岩进行预注浆固化 综合治理 , 提高巷道围岩稳定性、 加快掘进速度 , 为破碎围岩巷道支护开辟新的技术途径。
宽度愈小 , 从而有利于巷道处于稳定状态。锚杆应 尽可能使用抗拉强度高的材质制造 ,并根据孔径选 择大直径锚杆 , 但应满足 “三径” 匹配关系 ; 锚杆 间排距要科学、 合理。
些充填不到的封闭裂隙和小裂隙压缩 ,甚至使其闭 岩石的性质使其强度及变形特性发生变化。含水量
合 , 提高围岩的弹性模量和强度。 根据试验得知 , 的增加显著降低巷道围岩强度 ,尤其是围岩含遇水
降低岩体的孔隙率 , 可大幅度提高岩体的强度 , 孔 膨胀的粘土类岩时 , 围岩膨胀变形更大 , 一般支护
隙率与岩体强度关系见图 2。注浆固化起到提高围 难以适应 , 围岩注浆可有效地封堵流水通道 , 隔离
注浆段采用 U型钢支护 , 巷道顶底、两帮相对 移近量仅 100～ 200mm 左右 , 锚杆支护段仅 70mm
左右。 巷道掘出 8d后 , 顶底、 两帮相对移近速度 降至 3m m /d; 90d后 , 注浆段 U型钢支护为 0. 4～ 0. 6m m /d, 锚杆支护为 0. 1～ 0. 2mm /d, 并有减小 的趋势。 预注浆固化 , 缩短了掘进影响期 , 围岩稳 定状态显著提高。
有良好的韧性和粘结性。当外载增加时 , 固化材料
本试验选用中国矿业大学研制的 ZKD高水速
发生变形但不破坏 ,载荷主要由强度较高的煤岩体 凝材料。 该材料的优点是速凝且可调、 水灰比高、
承担 ,这样围岩的破坏条件由原来的裂隙弱面强度 流动渗透性好、 在高水灰比条件下 100% 结石且不
条件向接近岩体强度条件转化。当外载超过围岩强 淅水、 固结体塑性好、 能适应围岩变形、 具有微膨
关键词: 破碎围岩 ; 注浆 ; 高水速 凝材料 中图分类号: T D353+ . 8 文献标识码: A
围岩性质和受力状态是巷道稳定的重要因素。 巷道开挖后围岩应力中的较大部分由围岩本身承 担。一旦岩体被破坏 , 不仅不能承担围岩应力 , 且 自身不能保持稳定 , 成为支护体的载荷。在围岩开 挖前预注浆 , 利用浆液来充填和固结围岩的裂隙 面 , 提高岩体强度 , 充分发挥岩体自身承载能力 , 保持围岩稳定、 参与巷道围岩内应力平衡过程。因 此 , 预注浆固化可显著提高巷道围岩承载能力 , 改 善巷道成型和维护状况。
对未注浆段及注浆固化段巷道围岩变形状况 设测站观测。巷道围岩变形观测结果见图 3、 图 4。