注浆技术在煤巷加固中的应用

邢龙龙

摘 要：文章以神木某矿区胶运顺槽的注浆加固治理为工程背景，分析了注浆技术的加固机理，并系统介绍了注浆作业各阶段的施工工艺及要求。经过加固后的监测分析发现，巷道围岩裂隙停止发育，围岩变形得到有效控制，有效提高了巷道围岩的自持能力。文章对利用注浆法进行巷道围岩治理工程具有重要指导意义。

关键词：巷道治理；注浆技术；煤巷加固

引言

注浆加固技术是巷道围岩加固的常用技术之一。在采用注浆进行围岩加固时，首先应按照设计要求进行钻孔作业，并将具有一定配比的浆液灌注入围岩。浆液在岩层中会通过填充、渗透等方式，把空隙中的水分及空气排出，同时在强大的注浆压力作用下，浆液会对围岩造成破坏，进而对岩石起到劈裂作用[1-2]。随后，浆液会及时充满岩石劈裂处，从而对岩石起到填充和挤密的作用。此外，当浆液凝固之后，利用浆液胶结作用，可以使岩块的紧紧粘结在一起，从而有效提高了围岩的整体性，实现了提高巷道围岩稳定性的目的[3-4]。

神木某矿区15204工作面胶运顺槽距停采线约750m-280m范围内发生严重围岩破坏，两帮煤体明显鼓出，部分位置出现煤体破碎现象，帮部支护体系亦受到不同程度破坏；顶板下沉严重，部分位置下沉量达到1000mm，顶板中间部位出现严重破碎现象，增加U型钢进行补强支护；巷道底鼓明显，最大底鼓量在700mm以上。

由于围岩严重变形，巷道稳定性无法保证，已经对煤矿正常生产造成不利影响。经过深入分析，造成巷道围岩破坏严重的主要原因是由于该区域上部覆岩厚度变化较大，造成最大主应力方向与巷道轴向近于垂直关系，在强大的地应力作用下，巷道围岩很难保持稳定。经过调研分析，决定采用注浆加固技术进行围岩加固处理。

1 注浆加固作用机理

1.1 提高软弱节理强度。浆液通过其胶结作用，可以填充、凝结松散块体，明显提高节理面的强度，从而提高了岩体间的整体性，达到提高围岩稳定性的目的。

1.2 降低岩石风化。通过浆液的填充作用，可以有效阻止空气的进入，对岩石起到保护作用，从而能够有效减少岩石的裸露面积，降低岩石受风化的程度。

1.3 提高围岩整体性。当对较松散的围岩进行注浆处理时，通过胶结作用可以使松散的块体再次粘合成为整体，提高围岩的整体性，从而能够充分发挥围岩的自承能力。

2 施工工艺

2.1 注浆准备

2.1.1 巷道整形。清除破坏支护结构，如已经破坏的锚杆、钢架等，进行消帮削顶等技术处理，尽量增大巷道净空面积（同时避免对支护体系造成破坏），使巷道重新成型。

2.1.2 采取必要的加强支护措施。在破坏严重区域，应当采取加设钢拱架、木跺架、对原有支护体系进行修整加强等措施。

2.1.3 封闭巷道表面。为了防止浆液跑出，降低注浆效果，在注浆前，应充分保证围岩表面缝隙被封闭，这样才能保证在压力作用下，浆液能够起到填充、渗透、劈裂、挤密等作用，保证注浆效果。封闭巷道的注浆材料可以选择水泥、水玻璃双液，亦可采用化学浆封孔。

2.2 注浆作业

2.2.1 注浆孔布置：钻孔时，用直径为40mm的钻机进行钻孔作业。注浆孔间采用五花眼布置，这样的布置形式可以有效避免了注浆死角的出现，保证注浆效果。注浆扩散半径设计值为950mm，设计注浆孔间、排距为1.3-1.6m，这样可以有效保证浆液均匀分布。同时在底脚、煤柱边等特殊位置，应进行特殊处理。

2.2.2 充填注浆。为了充分保证巷道围岩的封闭性，在正式注浆前应采取壁后充填性注浆，以此对围岩前部的空隙进行填充加固。进行填充注浆时的水灰比为1：0.75，注浆压力设计为0.2～0.8MPa。

2.2.3 注浆。首先应保证注浆设备正常，注浆管路通畅。经上述调试确认之后，方可进行注浆作业。注浆材料选用425普通硅酸盐水泥，水灰比为1：0.6～0.8，并使用搅拌机搅拌5～10min，进而进行注浆作业，采用3.0～5.0MPa的注浆压力，注浆孔间采用五花眼布置，放煤小井附近5m范围内停止注浆以防漏液，当注浆压力达到设计要求时停止注浆。注浆管采用1.3寸无缝钢管制成，注浆管长度为1000mm，孔口螺纹段100mm，端头打孔段为500mm。

2.2.4 清理注浆工具。注浆完毕之后，为了保护注浆工具，应当及时对注浆管、注浆泵等工具进行有效清理。

3 结束语

文章以神木某矿区15204工作面胶运顺槽为工程背景，详细论述了采用注浆加固技术对巷道围岩的加固机理及注浆作业的施工工艺，经过注浆加固后，巷道围岩裂隙停止发育，围岩变形得到有效控制，从而有效防止了围岩塑性区的不断扩大，提高了巷道围岩的自持能力，保证生产的正常进行。

参考文献

[1]许万忠，潘进兵，周治平，等.节理裂隙岩体注浆渗透模型分析[J].中国铁道科学，2010，03：47-51.

[2]康红普，冯志强.煤矿巷道围岩注浆加固技术的现状与发展趋势[J].煤矿开采，2013，3：1-7.

[3]杨米加，陈明雄，贺永年.注浆理论的研究现状及发展方向[J].岩石力学与工程学报，2001，06：839-841.

[4]钟玉明.浅谈注浆加固原理[J].中国高新技术企业，2009，3：127-129.