综合注浆技术在治理泵房硐室淋水中的应用.doc

-228泵房硐室锚注综合加固技术应用摘要：利用高分子材料雷米因和水泥浆对-228泵房硐室进行注浆加固，并打强力锚杆和全长锚固型锚索群，再喷射砼后，泵房峒室围岩稳定，变形量较小。关键词：变形、雷米因、锚注。邯郸市XX采矿有限公司位于河北邯郸市峰峰矿区南部， -228泵房为孙庄矿六采区泵房。该泵房自竣工后一直在不断的收敛变形，经过多次水泥注浆治理，但效果都不十分理想。随着采掘工作向该区域的逼近，断面变形速度明显加快，部分地段顶、邦脱层，底鼓严重使得水泵基座严重变形，不仅水泵运行不稳定，而且两次使得排水管路法兰错口断裂，严重威胁矿井的安全生产。 2008年与河北同成矿业公司合作，利用高分子材料雷米因和水泥浆对-228泵房硐室进行注浆治理，并打强力锚杆和全长锚固型锚索群，再喷射砼，取得了非常满意的效果。一、损坏原因简述：经分析造成水仓损坏的原因有如下几方面：1、矿山压力大：一是泵房埋藏较深，距地表垂深达478米，地层重力很大；二是泵房处于向斜核部，是构造应力较大的地方；三是泵房围岩具有吸水膨胀性，岩体具有很大膨胀应力；四是泵房为机电硐室，巷道规格大，容易造成地应力集中；五是随着采掘工作的进展，采空区的逐步靠近，外围矿山压力也逐步向泵房煤柱区波及和集中。2、岩石条件差：泵房围岩大部分虽为砂岩，但由于其处在向斜轴部，围岩非常破碎，本身稳定性很差；部分围岩为一座煤和泥质页岩，本身强度很低，且具吸水膨胀和吸水崩解性；3、泵房方向欠佳：泵房沿岩层走向布置，方向与最大构造应力方向垂直，巷道侧压很大，容易导致巷道断面变形破坏。二、技术方案：由于经过多次水泥注浆（深度均为2.0m），该段围岩除变形严重段外，裂隙一般较小，先施工2.0m浅孔（包括底板），用雷米因进行注浆加固；再施工5.0m深孔（包括底板），用水泥进行注浆加固；进行刷帮扩巷；并打强力锚杆和全长锚固型锚索群；再喷射砼。三、注浆技术参数：1、注浆材料选择：浅孔在变形严重的地段选用了具有高强度、高韧性的高分子新型化学加固材料雷米因，以确保注浆效果持久可靠。雷米因为液体材料，黏度低，流动性好，能很好地渗透至水泥浆液达不到的岩层微小的裂隙内；雷米因黏结性好，能提高地层的支撑力；固化后，抗压强度在2538MPa，其良好的柔韧性可缓解地层应力，能随着地层运动，机械阻力高。局部硐室未变形或变形较小地段的浅孔，使用部分水泥水玻璃双液浆；深孔全部采用水泥。2、注浆参数： 压注参数a、注浆压力：选定注浆压力为46MPa。b、注浆扩散半径R=（g h a/2 s+a）式中：为水的容重，g为重力加速度，h为注浆压力，a为岩层的间隙半径，s为浆液剪切强度，为时间系数。施工时通过调整浆液的胶凝速度、渗透性和注浆终压，保证实际有效扩散半径不小于2.0m。c、单孔吃浆量Q=AR L n B式中：A为损耗系数，R为有效扩大散半径，L为注浆段长，n为开口孔隙率，B为浆液充填系数。 化学注浆材料配比参数不论是雷米因是双组份等体积的固定配比关系（即1：1），不存在浆液调整的问题。 水泥水玻璃双液浆配比参数a、水泥与添加剂之间的比例应根据现场实际情况随时调整，一般宜控制在1：（0.0030.01）。 b、水泥浆的水灰比控制在（0.650.9）：1。 c、水玻璃浓度一般控制在1030Be。 d、水泥浆与水玻璃之比控制在1：（0.10.3）。3、注浆孔布置参数 钻孔直径：30mm46mm。 钻孔深度：2000mm、5000mm。 钻孔布置方式：排式布置，每排6个，其中顶板1个，底板1个，两帮各2个。 排距：3.0m4.0m。四、钻孔施工：1、施工机具：注浆钻孔采用风动锚杆机打眼，配用直径27mm45mm合金钻头和1.0m、1.5m、2.0m钻杆。2、施工质量要求：施工时钻孔参数应量符合设计要求，一般角度误差不超过5，间距误差不超过0.3m。遇有特殊情况由现场技术人员指导作适当调整。五、注浆施工：1、注浆系统：设计采用双液注浆系统，主要设备有：注浆泵、吸浆桶、储浆桶等。压注雷米因选用复合型风动双液高压注浆泵，压注水泥浆选用电动双液高压注浆泵。2、化学注浆主要工序：封孔：采用布包封孔法。将长度约1200mm，直径比钻孔直径大1020mm的布包筒和10mm塑料充填管，捆扎在长度1500mm的钢制注浆孔口管上（塑料充填管位于孔口管和布包之间），然后将孔口管组件送入注浆钻孔并初步定位，之后将塑料充填管接至注浆泵混合器输出口，开动注浆泵注入化学浆，注入量按浆液膨胀23倍的系数现场计算确定。注毕后将塑料充填管外露部分反折并用铁丝捆扎牢靠，待浆液反应膨胀后封孔结束。压注化学浆：封孔完毕须超过15min后方允许注浆。将压注系统的混合器输出口接到钢制孔口管上，开动注浆泵，把树脂和固化剂按着1:1的体积比压入注浆过孔。注浆过程中要时刻注意观察注浆孔周围的碹壁情况，发现跑浆应及时处理。同时密切注意注浆泵的工作状况，发现异常立即处理。一般情况下，随着反应的进行，压力逐渐增高，待压力升至约6MPa（压注时间约2040min）时即可结束注浆。系统清洗：每次注浆完毕后应立即将两路吸浆管放入机油桶内改吸机油，对泵腔和管路进行清洗，清洗油量不少于20升。3、水泥注浆主要工序注水：每孔注浆前均需先压注清水，其目的一是冲洗岩层裂隙面，清洁注浆通道，增强围岩可注性，以提高注浆效果；二是根据吃水情况，分析确定注浆泵的合理工作状态和浆液参数调控范围。注水试验先由一档开始，满5分钟不起压再逐级更换档位，若采用一档注水试验压力超过4MPa，则该孔视为不可注，仅需作封孔处理。制输浆：采用机械制浆，进行两次过滤后再人工打入吸浆桶。高压端采用16mm胶管输送。压注：根据注水情况确定压注设备的初始排量，压注过程中要时刻注意观察注浆孔周围的碹壁情况，发现跑浆应及时处理。同时密切注意注浆泵的工作状况，发现异常立即处理，各孔浆液的浓度控制原则为先稀后浓。一般情况下，二档注浆压力升至4MPa并维持5分钟即可结束注浆。个别情况下可适当提高终压，但最高不得超过6.5MPa。系统清洗：每次注浆完毕后应立即将两路吸浆管放入清水桶内改吸清水，对泵腔和管路进行清洗，清洗时间一般不少于10分钟。注浆系统的保养制浆机、注浆泵等主要设备应每班维修并加油，每压注水泥15吨进行一次大修，更换柱塞、胶圈、钢球、阀座等零部件。 本次注浆共注雷米因15.7吨，水泥54.8 吨，水玻璃0.6吨。六、刷帮扩巷根据排水系统安全运行要求，及巷道变形程度，将巷道两帮扩300mm500mm，扩帮时采用放小炮、风镐戳或镐刨等方法扩帮成巷。七、打强力锚杆和全长锚固型锚索群1、锚杆规格及布置方式锚杆规格为22mm2400mm，基材为锚杆专用高强度螺纹钢，每根强力锚杆配用两支Z2360型中速树脂药卷。锚杆布置间排距均为1.0m，同一排中各锚杆间用钢筋梯子梁联为一体。2、锚索规格及锚索布置方式锚索规格：15.248500mm，材料为七股扭合式高强低松驰钢绞线。每根锚索配用3支Z2360型中速树脂药卷。锚索布置方式：根据相邻两根锚索的支护应力传递区具有足够的重叠厚度和支护强度，经计算排距设为2.0m，每排上布置7根锚索，其中顶上3根，两帮各2根。八、喷射砼待注浆、锚杆和锚索施工全部结束后，喷射50100mm厚混凝土，将锚杆、锚索全部封闭在里面，以防腐蚀和风化。九