壁后注浆技术在平禹煤电公司一矿机轨合一大巷的应用.doc

壁后注浆技术在平禹煤电公司一矿机轨合一大巷的应用平禹煤电公司一矿位于禹州矿区东北部，设计生产能力0.6Mt/a,2011年核定生产能力为1.08Mt/a，主采煤层为二1和二3煤层，矿井现生产水平为-200m水平。机轨合一大巷是矿井东翼技改区的主运输大巷，其服务年限较长。巷道布置在二1煤层顶板10m以上的泥岩中，围岩层理发育，较为松散，泥岩强度低，在21.331.0MPa之间。巷道掘出一段时间后，因支护方式和断面的原因，造成巷道喷射混凝土出现脱层、掉渣现象，影响巷道正常运输和行人安全。为保证巷道完整性，使其发挥主要运输功能的作用，采取壁后注浆的工艺进行加固。 1.工程概况 平禹煤电公司一矿机轨合一大巷巷道断面17.89m2，净宽5.2m，净高4m。巷道支护采用U36+喷射混凝土支护，棚间距0.6米，喷射混凝土厚度150mm。 2.壁后注浆加固原理 采用壁后注浆对易变形巷道破碎围岩加固处理后，使浆液充填和胶结围岩的空隙和裂缝，在巷道的外围形成完整的注浆帷幕，并与围岩、锚注杆共同形成有效承压承压组合拱。由于注浆使得巷道外围组合拱厚度加大，能有效提高支护结构的承载能力。而锚注杆将软弱的直接顶吊挂于其上的坚固基本顶上，提高了围岩的整体强度，防止巷道的变形破坏，从而确保巷道的长期使用。 3.方案设计 本次巷道围岩注浆加固是与喷射混凝土支护构成联合支护方式，巷道注浆加固采用一次注浆方式，在围岩裂隙较小，注浆困难的位置进行二次注浆加固。 （1）注浆孔深及间排距 根据巷道围岩裂隙发育的经验公式：公式（1） 据对平禹煤电一矿初步调研，砂质泥岩的抗压强度平均20MPa，岩层的平均密度3.0，巷道的半径2.6m。 （2）注浆压力 考虑到平禹一矿是对机轨合一大巷进行修复，是对破裂岩体的固结，注浆压力主要用于克服浆液在裂隙中的流动阻力，注浆压力不宜过多，一般在12.5MPa，并在施工中根据注浆量适时调整。 （3）注浆时间及注浆量 注浆时间是指单孔注浆时浆液从注入巷道围岩到结束所需的时间，在贯通裂隙面或松散破裂区，为防止浆液扩散过远或跑浆，在控制注浆压力的同时要适当减少注浆时间；在裂隙欠发育处，浆液流动速度慢，流量小，则适当延长注浆时间，以保证注浆效果，单孔注浆时间5min左右。 注浆材料的消耗分别按理论公式估算如下： 单孔注浆量：（公式2） 将有关数据代入公式2计算，每个注浆孔需0.0733m3浆液，约110Kg水泥。 每米巷道的注浆量：（公式3） 将有关数据代入公式3计算，每米巷道注浆需0.4m3浆液，约600Kg水泥。 （4）注浆管加工 注浆管采用无缝钢管制作,钢管直径22mm,壁厚为2.5mm,杆长2m，杆体上每隔200mm均匀钻出8mm注浆孔，一周3个孔，不在同一圆周上，管口螺纹M22，螺纹长50mm，管终端呈稍扁状,以增加注浆出口压力，注浆导管如图2所示，安装时钢管外露30mm，用快硬水泥封孔。 （5）注浆材料 为节约注浆成本，注浆材料首选32.5级普通硅酸盐水泥，水灰比取0.61.5，根据现场施工浆液的渗透性调整水灰比，为了保证注浆固结巷道围岩的强度，水灰比不宜过多，采用掺入高效减水剂提高水泥浆液的流动性和渗透性，降低浆液的水灰比。高效减水剂掺量是水泥的0.7%1%