砌碹巷道变形破坏机理和修复技术探究

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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

2、中等发育，硬度f4.2充填和注浆系统充填和注浆采用2ZBSB8〜1.1/6-22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?42m

3、m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?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

4、>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2〜3MPa。现场注浆时，要通过注浆压力与实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

5、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50X50mmo(1)锚索参数。每2排锚杆即1.8m打一排5根锚索。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

6、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

7、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。(1)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

8、个充填孔或注浆孔的充填注浆工作。(2)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40%左右