砌碹巷道变形破坏机理和修复技术探究

1、砌龍巷道变形破坏机理和修复技术探究【摘要】基于巷道围岩软弱破碎、壁后充填不实、 砌確被动支护等不利条件，分析了伯方煤矿二盘区变电所变 形破坏机理及原因，提出“壁后充填+深部注浆+锚杆、锚索 加固”的联合修复技术，成功解决了变电所的修复难题，取 得了良好的支护效果。工程应用表明，该技术能够有效控制 巷道的变形，保证了巷道继续服务，是解决软弱破碎围岩砌 確巷道支护的有效途径。【关键词】砌雀巷道；注浆加固；壁后充填；锚网索支 护1、引言伯方煤矿3#煤层厚度5.82m,煤层倾角2-6° ,内生裂 隙，呈条带状结构，煤层节理中等发育，硬度f 4.2 充填和注浆系统充填和注浆采用2zbsb81.

2、1/6-22型煤矿用双液注浆 泵，同时配备jb-1000搅拌桶四台。甲料、乙料分别在一台 搅拌桶搅拌混合后通过直径19mm的高压胶管泵送至充填注 浆点，经混合器混合后通过异型接头与直径充填注浆管连 接。4. 3壁后充填参数根据材料特性、变电所上覆岩层结构特点及井下施工条 件，选用袋装材料，水灰比确定为1.8： 1进行充填。沿变 电所砌雀体顶部布设充填管，根据变电所尺寸，为保证充填 效果，研究确定充填管间排距为1000mmx4000mm。采用?42mm 钻头打充填孔，成孔孔径不得超过?45mm,并保持圆度，充 填孔的深度为1500mm,充填孔与垂直方向呈15。夹角。具 体布置见图2。充填管采用?

3、20mm钢管制作，管长1叽内径15mmo4. 4深部注浆参数根据材料的强度特性，确定水灰比为1.5： 1进行注浆。 沿变电所的整个断面（除底板）打注浆孔，预埋注浆管。充 填完成后布置注浆孔，顶部每排布置3个注浆孔，两帮各1 个，孔径为43mm,排距2m,注浆管的长度为2.5m。注浆管 采用？20mm钢管制作，注浆管长2.5m,内径15mm,距注浆管 口 1.35m、1. 6m> 1. 85m、2. lm> 2. 35m 位置处分别打直径 6mm的圆孔。注浆孔的布置如图3所示。针对变电所的变形以及注浆系统的布设状况，确定变电 所的注浆压力为23mpa。现场注浆时，要通过注浆压力与 实

4、际的注浆渗透性进行调整每孔的注浆量，当出现邻近注浆 孔漏浆或者注浆压力超过3mpa时即可，停止该孔注浆。4. 5锚网索加固支护待变电所注浆完成并清理表面之后，对原有变电所进行 锚网索加固支护。变电所的锚网索支护具体参数为：(1) 锚杆参数。顶锚杆间排距为900x900mm；帮锚杆 间排距850mmx900mm,两帮各打3根。拱角锚杆与水平方向 成20。，其余锚杆均垂直于拱壁。顶帮锚杆均为直径20mm、 长3. 0m的高强度螺纹钢锚杆。铺设金属网和直径14mm圆钢 焊接的钢筋梯子梁。金属网采用12#铁丝编制而成，网孔为 50 x 50mmo(2) 锚索参数。每2排锚杆即1.8m打一排5根锚索。

5、拱顶中央一根锚索，拱顶两侧锚索距拱顶1400mm,垂直于拱 壁，与竖直方向成35°角；两帮锚索距巷道底板looommo 顶板锚索采用直径15. 24mm的钢绞线，长度为7.3m；帮锚索 采用直径15.24mm的钢绞线，长度为5.2m。锚网索加固支护的断面图如图4所示。4. 6施工工艺(1) 检修、准备。开始施工前，检查当班用材料与机 器。包括充填注浆用的高水材料，封孔材料(麻丝与锚固剂), 注浆泵与搅拌桶、混合器、钻机、钻杆、快速接头(含异型 接头)等。(2) 打孔与封孔。首先按照设计方案打设充填孔或注 浆孔，埋设充填管或注浆管，后用锚固剂和麻丝进行封孔。 钻打充填孔或注浆孔采用4加

6、m钻头，孔径不大于45mm,符 合规定深度(充填孔1500mm,注浆孔3000mm)o封孔时，首 先采用麻丝缠绕在充填管或注浆管，混合超快锚固剂和中速 锚固剂，快速搅拌均匀后塞入充填管或注浆管与孔间隙，封 孔长度不小于200mm。后将出浆管与充填管或注浆管联接好。(3) 制浆。待封孔结束后，施工人员开始向搅拌桶加 水，然后开动搅拌桶电机，再在其中一搅拌桶加入甲料，另 一搅拌桶加入乙料。待桶内高水速凝材料搅拌lomin后，将 两吸浆管放入搅拌桶内的吸浆槽，开动注浆泵开始注浆。(4) 充填、注浆。开动注浆泵开始充填、注浆，充填 点保证有2人时刻观测注意充填、注浆情况。当注浆压力达 到3mpa停止注

7、浆泵，关闭截止阀，待混合浆液流速变缓后, 卸下出浆管与充填管或注浆管之间的异型接头。然后准备开 始下一个充填孔或注浆孔的充填注浆工作。(5) 清洗。每班充填、注浆结束后，抽清水清洗管路 和充填泵。5、变电所修复效果监测从图5和图6可以看出，变电所加固期间矿压显现有如 下规律：(1) 根据现场，变电所未充填注浆加固前，顶底板和 两帮变形剧烈，注浆加固之后，巷道变形速率明显收敛。(2) 巷道稳定过程巷道的稳定过程是动态平衡过程。在充填、注浆、打设 锚杆锚索过程中，围岩变形速度呈现波动特性，变形总量一 直增加直至稳定。(3) 充填注浆影响期巷道顶底与两帮在充填后14d之内的位移量达到了总位 移量的4

8、0%左右，期间打眼充填，是围岩活动剧烈期；待充 填体凝固且达到最终强度后进行注浆，24d28d之内位移量 为总位移量的40%左右。(4) 施工锚杆影响期注浆结束7d后施工锚杆锚索，受此影响围岩有少量收 敛，且顶底移近量受锚杆锚索影响小于两帮，此后围岩趋于 稳定，表明围岩控制达到了预期效果。(5) 变形量充填注浆、施工锚杆锚索至稳定期间，两帮最大移近量 为33mm,顶底板最大移近量为25mm,围岩变形比较小，支 护效果比较好。6、结论(1)顶板破碎、两帮充填不实、木支架临时支护等复 杂条件的料石砌確支护巷道，结构松散，变形量大，严重影 响安全生产。运用壁后充填、深部注浆和锚网所支护联合技 术，保证