动水条件下巷道灾害治理技术

麻俊军

（阳泉市南庄煤炭集团有限责任公司，山西 阳泉 045000）

动水条件下巷道灾害治理技术

麻俊军

（阳泉市南庄煤炭集团有限责任公司，山西 阳泉 045000）

长期动水条件作用下巷道会发生局部渗水、漏水以及顶、底板发生破坏，严重影响巷道服务年限，并造成重大安全隐患，针对这种环境下巷道破坏的特点与机理，通过大量工程实例对比，提出了注浆结合锚杆支护对巷道进行综合治理，增强巷道整体稳定性与防渗性，从而延长巷道服务年限，对相关工程的维护具有指导意义。

动水作用；围岩；注浆；锚杆

1 工程概况

某矿巷道是尾矿库排洪的主要通道，施工洞于1992年工程竣工后虽历经修缮，但由于排洪量大、长期冲蚀，排洪主洞洞壁局部破损严重，出现涌水、渗水、底鼓与破碎等现象，主洞出口处位于河床冲积带，由粘土与卵石组成，且存在粘土滑塌体，洞体破坏严重，洞底也出现大面积塌陷。尾矿库巷道洞底标高1275.00m，最大埋深250m，平均180m～200 m，距地表最高稳定水位75 m，洞身所在岩层岩性主要为石英岩与混合岩，其中混合岩地段损坏严重，主洞多处因洞身裂隙发育形成大范围渗、漏水，底板也出现大面积裂缝与底鼓，严重威胁排洪能力，给尾矿库安全生产造成了隐患。

2 注浆设计

针对现场条件，巷道治水注浆材料采用普通水泥或水泥－水玻璃浆液结合化学浆液，普通渗漏地段采用水泥－水玻璃，水泥选用32.5R的普通硅酸盐水泥，水玻璃选用浓度Be′=30～40，模数M=2.8～3.1的水玻璃原液，配比参数根据现场情况进行调配；在水流量大、壁后空洞的地段采用水溶性聚氨酯化学浆，聚氨酯类浆液选用非水溶性聚氨酯浆液。该浆液遇水反应，在存放、使用过程中需格外小心。其主要指标接近化学浆液，浆液成本为聚氨酯类加固材料成本的1/20左右。复合添加剂需保持干燥，避免受潮，否则将影响使用效果。主洞注浆孔排距1.5 m，支洞1.0m，主洞间距2.0 m、支洞1.5 m，孔深1.5m～2.0m，钻孔布置示意图，见图1。

图1 6 m区域注浆孔布置

采用分序间隔注浆，先对拱顶两侧围岩注浆，隔断拱顶两侧破碎围岩导水通道，最后对拱顶围岩注浆。注浆顺序为：一序1－1，1－2，1－3，1－…→二序2－1，2－2，2－3，2－…→三序3－1，3－2，3－…

综合考虑为确保有效渗透范围，初步确定注浆初压力0.8 MPa～1.0 MPa，终止压力1.0 MPa～1.2 MPa，根据现场不同条件进行调整，但最高压力不得超过1.5MPa。

3 锚杆支护设计

巷道的底板岩层为岩性较差的混合岩,原支护方式对巷道的底角和底板没有采取有效的支护措施，上覆岩层压力通过两帮向底板传递,而作为未采取强化支护措施的底板是一个自由面,应力状态由原来的三向应力转变为二向应力状态,承载能力降低；加之底板围岩强度较低长期受水流冲蚀,岩层浸水膨胀，因此不能承受传递到底板的压力,只有通过该自由面释放压力,导致巷道产生变形从而造成底鼓。

使用锚杆加固巷道帮角是一种控制底鼓的有效措施，在巷道的特定条件下采用该法可以加强围岩稳定性，改善受力分布，而全断面注浆能够提高洞体抗渗性，故可采取全断面注浆与帮角锚杆加固相结合的办法能有效实施底鼓控制。

图2 帮角锚杆加固示意图

帮锚杆加固可通过加大锚杆布置密度或长度来实现。由于该工程是修复巷道，施工时巷道围岩的松动圈已比较大，因此，宜通过加大锚杆长度来实现对两帮加固，即将帮锚杆长度调整为2400 mm。“角锚杆”包括2组，分别称角锚杆和底锚杆，长度均为2400mm，具体布置，见图2。

施工采用先灌后锚方式，先将注浆管插入到孔底，在注浆的同时将注浆管缓慢拔出，待注浆管距孔口200 mm～300 mm时，停止注浆，然后插入锚杆至孔底，将水泥浆挤满钻孔。

锚杆施工后及时铺设钢筋网后，打混凝土垫层。垫层采用单层钢筋，钢筋与锚杆搭接在一起。纵向采用Φ16螺纹钢，间距250 mm，横向采用Φ12螺纹钢，间距200 mm，表面预留50 mm的保护层。钢筋的制作安装要按照相关规范要求施工。

4 工程预期效果

1）在不影响巷道变形保持继续使用的情况下，将使巷道出水点的涌水量降低90%，有效的控制洞内的大范围渗漏水；2）使原来较破碎的洞身通过注浆形成稳定的整体、增加洞体的稳定性、更有效的控制洞体与底板的变形。

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[2]李洪涛，舒大强.爆破震动衰减规律的影响因素[J].武汉大学学报（工学版），2005，38（1）:79－82.

[3]MA Guo-wei，HAO Hong，ZHOU Ying-xin.Assessment of structure damage to blasting induced[J].Engineering Structures，2000(22):1378－1389.

[4]张林，林从谋.爆破震动对土质边坡动力稳定性影响研究[J].岩土力学，2005，26（9）:1499－1501.

Hazard Prevention Technology in Roadways under Hydrodynamic Condition

MA Jun-jun
(Nanzhuang Coal Group Co.,Yangquan Shanxi 045000)

Under the long-term hydrodynamic condition,local permeation,leakage,and roof-floor destruction occurs,which seriously shortens the service life of roadways and causes serious hidden danger.By comparison with engineering cases,the paper proposes the comprehensive treatment with grouting and anchoring for the roadway the destruction features and mechanism mentioned above.The whole stability and permeation-preventing ability are strengthened,and the service life of roadways is prolonged,which has directive significance for the maintenance in the similar situations.

hydrodynamic action;surrounding rocks;grouting;anchoring

TD353

A

1672-5050（2011）06-0061-02

2011-01-11

麻俊军（1974—），男，山西阳泉人，本科，工程师，从事煤矿安全技术管理工作。

徐树文