论文部分内容阅读
摘要：介绍了注浆技术在软岩巷道围岩施工中的应用。运用该注浆技术取得了有效地效果，缩短了工期，取得了良好的经济效益和社会效益，为同类工程的治理具有一定的借鉴意义。
关键词：注浆技术 围岩
祁南煤矿地质构造复杂、地压大、软岩分布广，软岩巷道的突出特点就是围岩变形速度快、变形量大、持续时间长；围岩不仅松软、强度低， 而且遇水软化、膨胀， 对风、水、扰动十分敏感；围岩的四周来压、底鼓明显。
研究表明，围岩注浆加固可提高其强度和变形模量、根本改善围岩的变形规律。前苏联的研究资料表明，注浆后砂岩强度增加50%-70%，粉砂岩和泥质岩增加2-4倍，岩体中岩石强度的增大使支护载荷减小2/3-4/5。
一、围岩治理技术参数
1、注浆锚杆
（1）普通高强注浆锚杆
高强注浆锚杆规格φ22×2050mm，采用无缝钢管加工，壁厚4mm，杆体上顺序钻有φ6mm注浆孔，杆尾设麻花锚固段，1个树脂锚固药卷端锚，锚固力7t，封孔采用快硬水泥药卷。
（2）中空波形高强注浆锚杆
中空波形高强注浆锚杆规格φ25×2500mm，采用D40无缝钢管加工，壁厚6mm，杆体经挤压为全螺纹丝，壁上均匀布置8个φ6mm注浆孔，锚固力大于8t，不需锚固及封孔。
注浆锚杆株排距应根据围岩性质及围岩裂隙发育程度确定，经过实践分析，注浆锚杆株排距一般选择1200×1200mm～1600×1600mm之间。注浆锚杆应垂直于巷道底板打设，墙角注浆锚杆外扎30°。同时注浆锚杆可配槽钢梁布置。
二、注浆施工工艺
1、注浆施工工艺
打注浆锚杆孔→安装注浆锚杆→注底角注浆锚杆→注两帮注浆锚杆→注拱部注浆锚杆→复注（根据观测结果确定是否要复注）。
注浆时采用自下而上、左右顺序作业的方式每个断面内注浆锚杆自下而上先注底角，再注两帮，最后注拱顶锚杆。注浆完毕后，根据观测结果确定是否复注及复注位置，主要是对初次注浆时注浆效果较差的个别孔或是水泥凝结硬化时产生的收缩变形部位，通过复注可起到补注和加固作用从而易于保证施工质量。
2、注浆施工工艺流程
（1）运料与拌浆。即将水泥与水按规定水灰比拌制水泥浆，注浆实施前加入定量水玻璃，保证在注浆过程中不发生吸浆笼头堵塞等现象，并根据需要调整浆液参数。
（2）注浆泵的控制。根据巷道注浆变化情况，即时开、停注浆泵，并时刻注意观察注浆泵的注浆压力，以免发生堵塞崩管现象。
（3）孔口管路连接。应注意前方注浆情况，及时发现漏浆、堵管等事故，并掌握好注浆量及注浆压力，及时拆除和清洗底臌处理。除遇水泥化或无法在巷道底板打注浆孔时，一般都采用注浆锚杆，或注浆锚杆与组合锚杆联合支护，能有效地提高底板强度，防止底臌或减小底臌量。另采用加长底角锚杆及底角注浆锚杆，也能有效地控制巷道底臌。
底臌处理。除遇水泥化或无法在巷道底板打注浆孔时，一般都采用注浆锚杆，或注浆锚杆与组合锚杆联合支护，能有效地提高底板强度，防止底臌或减小底臌量。另采用加长底角锚杆及底角注浆锚杆，也能有效地控制巷道底臌。
3、注浆材料的选择与应用应根据锚注地段的地质条件、施工要求、原材料供应和成本等因素而定。目前注浆材料主要有两大类：即以水泥为主的水泥浆液和以各种化学材料为主的化学浆液。选用注浆材料应遵守两大基本原则：技术可靠性和经济合理性。
注浆材料是注浆技术中一个不可分割的部分，浆液的可注性及其力学性能是决定注浆效果的关键因素，注浆材料的成本及浆液消耗量的大小又决定了注浆加固技术经济上的合理性。因此，注浆材料的选取是巷道注浆加固能否成功的先决条件。注浆材料的选取主要考虑下列原则：浆液的结石体最终强度高；浆液结石率高，与岩体具有良好的粘附性；浆液流动性好，配比易调；浆液具有足够的稳定性；浆液成本低廉无毒无味。故注浆材料采用ACZ-1型水泥添加剂，水泥采用425#普通硅酸盐水泥，添加剂用量为水泥重量的4%～6%。浆液水灰比为0.7：1～1：1。
三、效果分析
注浆后应对施工地段施工钻孔，采用钻孔窥视仪进行观测，以确定浆液的扩散半径及范围，并对浆液在围岩裂隙中渗透的密实性及凝固效果进行分析；还应在注浆前后对施工地段分别取芯，进行强度检测、对比，分析总结注浆效果；注浆后应在巷道围岩表面布置位移测点，定期进行观测，并对观测结果进行分析、总结，以便优化注浆参数。
实践证明，锚注支护技术对控制软岩巷道的变形具有显著经济效果，而目其施工工艺简单，操作方便、安全，成本较低。该技术不仅用于巷道维修，而且对于其它不稳定岩层中的巷道支护有着良好的应用价值。
四、结束语
注浆加固破碎围岩，使其重新胶结，改善围岩的完整性和稳定性，提高围岩的自主承载性能，是破碎围岩支护的关键。实践证明，以该理论为基础的围岩支护方法，以及其确定的支护形式、支护参数是符合现场实际的。锚杆支护是煤矿井巷工程中近年来被大力推广和普及的支护形式。对不同的围岩，不同的地质条件，合理地修改支护参数，同其它支护形式一起搞联合支护，是搞好锚杆支护的关键。动态维护，提前加固，防止严重破坏，避免大修，降低围岩损坏程度。以上软岩支护技术正向全矿推广应用，已初步取得了较好的支护效果。
参考文献
[1]陈炎光，陆士良.中国煤矿巷道围岩控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，1994
[2]何满潮，景海河，孙晓明.软岩工程力学[M].北京：科学出版社，2002
[3]宋彦波.有机高水材料注浆堵水机理及其工程应用研究[D].北京：中国矿业大学（北京），2005
关键词：注浆技术 围岩
祁南煤矿地质构造复杂、地压大、软岩分布广，软岩巷道的突出特点就是围岩变形速度快、变形量大、持续时间长；围岩不仅松软、强度低， 而且遇水软化、膨胀， 对风、水、扰动十分敏感；围岩的四周来压、底鼓明显。
研究表明，围岩注浆加固可提高其强度和变形模量、根本改善围岩的变形规律。前苏联的研究资料表明，注浆后砂岩强度增加50%-70%，粉砂岩和泥质岩增加2-4倍，岩体中岩石强度的增大使支护载荷减小2/3-4/5。
一、围岩治理技术参数
1、注浆锚杆
（1）普通高强注浆锚杆
高强注浆锚杆规格φ22×2050mm，采用无缝钢管加工，壁厚4mm，杆体上顺序钻有φ6mm注浆孔，杆尾设麻花锚固段，1个树脂锚固药卷端锚，锚固力7t，封孔采用快硬水泥药卷。
（2）中空波形高强注浆锚杆
中空波形高强注浆锚杆规格φ25×2500mm，采用D40无缝钢管加工，壁厚6mm，杆体经挤压为全螺纹丝，壁上均匀布置8个φ6mm注浆孔，锚固力大于8t，不需锚固及封孔。
注浆锚杆株排距应根据围岩性质及围岩裂隙发育程度确定，经过实践分析，注浆锚杆株排距一般选择1200×1200mm～1600×1600mm之间。注浆锚杆应垂直于巷道底板打设，墙角注浆锚杆外扎30°。同时注浆锚杆可配槽钢梁布置。
二、注浆施工工艺
1、注浆施工工艺
打注浆锚杆孔→安装注浆锚杆→注底角注浆锚杆→注两帮注浆锚杆→注拱部注浆锚杆→复注（根据观测结果确定是否要复注）。
注浆时采用自下而上、左右顺序作业的方式每个断面内注浆锚杆自下而上先注底角，再注两帮，最后注拱顶锚杆。注浆完毕后，根据观测结果确定是否复注及复注位置，主要是对初次注浆时注浆效果较差的个别孔或是水泥凝结硬化时产生的收缩变形部位，通过复注可起到补注和加固作用从而易于保证施工质量。
2、注浆施工工艺流程
（1）运料与拌浆。即将水泥与水按规定水灰比拌制水泥浆，注浆实施前加入定量水玻璃，保证在注浆过程中不发生吸浆笼头堵塞等现象，并根据需要调整浆液参数。
（2）注浆泵的控制。根据巷道注浆变化情况，即时开、停注浆泵，并时刻注意观察注浆泵的注浆压力，以免发生堵塞崩管现象。
（3）孔口管路连接。应注意前方注浆情况，及时发现漏浆、堵管等事故，并掌握好注浆量及注浆压力，及时拆除和清洗底臌处理。除遇水泥化或无法在巷道底板打注浆孔时，一般都采用注浆锚杆，或注浆锚杆与组合锚杆联合支护，能有效地提高底板强度，防止底臌或减小底臌量。另采用加长底角锚杆及底角注浆锚杆，也能有效地控制巷道底臌。
底臌处理。除遇水泥化或无法在巷道底板打注浆孔时，一般都采用注浆锚杆，或注浆锚杆与组合锚杆联合支护，能有效地提高底板强度，防止底臌或减小底臌量。另采用加长底角锚杆及底角注浆锚杆，也能有效地控制巷道底臌。
3、注浆材料的选择与应用应根据锚注地段的地质条件、施工要求、原材料供应和成本等因素而定。目前注浆材料主要有两大类：即以水泥为主的水泥浆液和以各种化学材料为主的化学浆液。选用注浆材料应遵守两大基本原则：技术可靠性和经济合理性。
注浆材料是注浆技术中一个不可分割的部分，浆液的可注性及其力学性能是决定注浆效果的关键因素，注浆材料的成本及浆液消耗量的大小又决定了注浆加固技术经济上的合理性。因此，注浆材料的选取是巷道注浆加固能否成功的先决条件。注浆材料的选取主要考虑下列原则：浆液的结石体最终强度高；浆液结石率高，与岩体具有良好的粘附性；浆液流动性好，配比易调；浆液具有足够的稳定性；浆液成本低廉无毒无味。故注浆材料采用ACZ-1型水泥添加剂，水泥采用425#普通硅酸盐水泥，添加剂用量为水泥重量的4%～6%。浆液水灰比为0.7：1～1：1。
三、效果分析
注浆后应对施工地段施工钻孔，采用钻孔窥视仪进行观测，以确定浆液的扩散半径及范围，并对浆液在围岩裂隙中渗透的密实性及凝固效果进行分析；还应在注浆前后对施工地段分别取芯，进行强度检测、对比，分析总结注浆效果；注浆后应在巷道围岩表面布置位移测点，定期进行观测，并对观测结果进行分析、总结，以便优化注浆参数。
实践证明，锚注支护技术对控制软岩巷道的变形具有显著经济效果，而目其施工工艺简单，操作方便、安全，成本较低。该技术不仅用于巷道维修，而且对于其它不稳定岩层中的巷道支护有着良好的应用价值。
四、结束语
注浆加固破碎围岩，使其重新胶结，改善围岩的完整性和稳定性，提高围岩的自主承载性能，是破碎围岩支护的关键。实践证明，以该理论为基础的围岩支护方法，以及其确定的支护形式、支护参数是符合现场实际的。锚杆支护是煤矿井巷工程中近年来被大力推广和普及的支护形式。对不同的围岩，不同的地质条件，合理地修改支护参数，同其它支护形式一起搞联合支护，是搞好锚杆支护的关键。动态维护，提前加固，防止严重破坏，避免大修，降低围岩损坏程度。以上软岩支护技术正向全矿推广应用，已初步取得了较好的支护效果。
参考文献
[1]陈炎光，陆士良.中国煤矿巷道围岩控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，1994
[2]何满潮，景海河，孙晓明.软岩工程力学[M].北京：科学出版社，2002
[3]宋彦波.有机高水材料注浆堵水机理及其工程应用研究[D].北京：中国矿业大学（北京），2005