曹村矿703切巷注浆加固设计方案

郝明寅

（山西煤炭进出口集团 蒲县万家庄煤业有限公司，山西蒲县 041200）

1 工程概况

703综放面开采10＃煤层，上距5＃煤层0.90～56.15 m，平均层间距50.63 m。见煤点厚度9～13.55 m，平均11.8m，属厚煤层，煤层结构复杂，一般含夹矸1～4层，夹矸厚0.10～0.38m，岩性多为炭质泥岩，煤层顶板为石灰岩、钙质泥岩；底板为泥岩。煤层倾角为12°～19°，平均为15°，属于缓倾斜煤层。

根据矿井采掘工程平面图可知，703工作面靠近矿区边界，切巷附近区域处于10＃煤层风氧化带范围内。2011年12月份，703副巷在施工至18＃导线点（700m）时煤层顶板揭露了非均质黄泥层，导致顶锚索施工困难，顶板的不稳定性增加，影响掘进安全。矿方采用钻探结合钻孔窥视技术实测了18＃导线点前58m 处的顶板裂隙，不同深度的煤岩层裂隙发育特征。顶板结构特点如下：

（1）顶煤厚度8m 左右，完整性较好。顶煤8m 以下层位环形裂隙发育，但完整性较好，成孔较好。

（2）8～9m 灰岩完整性较好，有3～5cm 厚黄泥层3层；9～11m 灰岩较破碎，垂直裂隙较发育，含黄泥。

703工作面接近10＃煤层氧化带，加之703副巷顶板破碎、局部含黄泥层，为确保703大跨度切巷（毛宽8.2m）掘巷和扩刷期间的安全，决定停止副巷掘进，就近施工切巷（见图1）。

图1 703切巷调整方案

目前切巷的导硐（宽度4.5m）已经施工完毕，接下来将进行二次扩刷。考虑到切巷跨度大、局部施工大断面硐室的特点，需要在图1的2个地段开展注浆加固。

2 注浆加固设计方案

2.1 注浆材料的选择

注浆材料选用永固-S。顶板和顶煤加固共需注浆材料约29t。

2.2 注浆孔设计方案

从703切巷的顶板条件来看，10＃煤层顶煤厚度大、裂隙较发育，通过开展顶煤注浆加固，配合高性能锚杆、锚索，将8m 厚顶煤形成强化的承载结构，提高切巷浅部顶煤的承载能力；根据顶板灰岩破碎、局部含黄泥层的特点，实施破碎顶板注浆加固，提高支护结构的整体性，强化已有的支护结构。因此，确定采用浅孔与深孔相结合的注浆方案（见图2、图3）。

（1）注浆孔深度：根据703副巷的钻孔窥视结果，确定顶板注浆孔的终孔垂高10m，顶煤注浆孔的终孔垂高5m。

（2）深孔、浅孔的孔径都取42mm。

（3）注浆孔间排距：

①顶板注浆孔每排2个，间距3m，排距3.6m。2个注浆区域共需17排34个注浆孔，建议每个注浆孔用量在20桶左右，共计需要约17t。

②顶煤注浆孔每排2个，间距3m，排距3.6m。2个注浆区域共需15排30个注浆孔，建议每个注浆孔用量在15桶左右，共计需要约12t。

根据现在现场情况，可按上述注浆加固施工方案执行，如施工时出现其它意外情况时，可根据现场实际情况，对方案做适当调整，做到因地制宜。

（4）封孔长度

顶煤注浆孔的封孔长度初步确定2m；顶板注浆孔的封孔长度初步确定7m。

图2 注浆区域1钻孔设计方案

图3 注浆区域2钻孔设计方案

3 注浆加固施工方案

3.1 施工步骤

（1）钻孔施工前，由生产科安排专人到现场对钻孔的位置、方位、角度进行标定，严格按照设计方案打孔。

（2）把多功能泵及其附件组装好并把注射枪固定住。注浆泵应放置水平，并将其固定在适当位置。吸排浆管路混合器及浆筒的布置要合理，应避免管路扭曲、打折、交叉等。吸浆笼头至注浆缸的垂直距离（即吸程）不超过1m，注浆孔至注浆缸中心垂直距离不超过50m，吸管长度不超过5m，排浆管长度不超过100m。

（3）开始注浆，把2根吸料管分别插入永固-S的A料和B料桶中，活塞在气马达的作用下运动，由于压力的作用使原料经过活塞进入输送管，输送到注射枪里，通过注射枪注入工作面顶板岩层中。

（4）停止注浆，冲洗管路和混合枪。

（5）换孔注浆，重复2、3的步骤（见图4）。

（6）注浆完毕后，用清洗剂和水清洗多功能泵和附件。

图4 注浆施工工艺

3.2 注浆注意事项

（1）启动注浆泵时要注意，先打开节流阀，后启动注浆泵。

（2）泵在运转过程中，司机要集中精力，不得擅离工作岗位。

（3）泵内管路断裂、电机轴瓦温度超过规定、吸液管头露出液面、出液量突然减少、电机和泵体有异常声音时要立即停泵检修。

（4）注浆时迎头人员要站在孔口两侧，躲开孔口方向45°角范围内，防止浆液倒流伤人。

（5）停机时应先停注浆泵，后停搅拌机，严禁在停泵前停搅拌机。

（6）停止注浆作业，及时向材料箱中加清水，开泵，清洗注浆系统各个部件，防止系统堵塞。

4 结语

反思曹村矿703工作面的加固过程，不难发现，地下巷道开掘，造成地质结构变化，引起引力重新分布，从而导致巷道变形，稳定性减弱，所以巷道加固是保证生产安全顺利进行的必要措施。要达到理想的工程效果，首先要详细分析巷道的破坏机理，详细观察记录注浆前后巷道的变形情况，做出科学实际的数据记录，总结巷道变形规律，针对性设计加固方案，703巷道的注浆加固措施，对巷道修复加固提供了一定价值的借鉴意义。

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