双层注浆锚杆喷砼工艺在软岩破碎带内的使用方法及实践

添加人：admin 发布时间：2015/11/5 14:21:31 来源：中国破碎机网

　　1概述开溧精煤股份有限责任公司吕家坨矿业分公司2001年进入-950m开拓，-950m东翼首采区已初步形成投产后煤量的运输任务迫切，急需一条贯穿东翼的运输大巷一条贯穿东翼的胶带输送机大巷已完成设计，并于2003年7月份进入施工此胶带输送机巷设计全长约2320m，巷道埋深底板标高在2地质资料分析根据地质预测，该胶带巷将分别穿过12 ~9煤层现场地应力实测分析表明：11煤层底板为浅灰色中、粗砂岩，厚10m左右，泥质胶结，遇水易风化变硬，且膨胀，硬度小（a. 11煤层顶板为黑色的腐泥岩，厚8m左右，硬度较小（a=47.5MPa）据地质分析测量，地应力场属于水平应力场，地应力以水平应力为主导，垂深-830m的最大主应力值为20.53MPa，中间主应力值为19.38MPa，最小主应力值为16.33MPa井田内存在着较大的水平构造应力，附近大巷也表现出较大的压力，主要原因是距离12-2煤层较近设计显示：-800胶带输送机巷两次穿过12-2煤层，巷道底板与12-2煤层距离最大为53m资料显示：在-800m埋深，当最大主应力为20. 53Mpa时，岩层会表现出软岩性质9煤-12煤层顶。底板软弱岩层稳定性分析结果表岩层R.平均值巷道围岩稳定性9煤层底板较不稳定巷道9煤层顶板较不稳定巷道11煤层底板极不稳定巷道11煤层顶板较不稳定巷道12-1煤层顶板较不稳定巷道双层注浆锚杆喷砼工艺在软岩破碎带内的使用方法分析及实践3-800m胶带输送机巷软岩巷道围岩稳定性计算分析根据现场地应力实测结果，深度-830m处的最大主应力为20. 53MPa，按比例换算出-800m胶带输送机巷埋深处的最大主应力为：1服=19.根据现场岩石力学参数测试结果，依次对9~11煤层顶、底板软弱岩层的稳定性进行了计算巷道为软岩性质。其中，R上覆岩层的平均容重，kN/m3；H巷道深度，m；R：围岩单轴抗压强度，MPa其中较不稳定巷道0.<S<定巷道1.私S通过上表表明，-800m胶带输送机巷在穿过9煤、11煤、12-1煤地域表现为软岩性质施工揭露软岩层位时，需采用有力的支护措施。
　　设计及地质资料显示：-800m胶带输送机巷揭露软岩巷道预计为：9煤附近约180m，11煤附近约250m，12-1煤附近约210m，总计约640m 4支护方案选择及材料设备参数的确定4.1方案选择-800m胶带输送机巷属典型的软岩巷道，传统的过煤及软岩破碎带惯用的金属支架支护方法，越来越不适应煤矿日益快速高效的发展要求因此，针对-800m胶带输送机巷的软岩特点，经吕家坨矿业分公司和山东科技大学共同研究，设计出双层注浆锚杆喷砼的支护方案，并于2003年12月份已部分施工近4个月的实践表明：其理论上可行，实践上易于操作4.2应用材料、设备及参数确定4.2.1注浆锚杆结构1）锚杆长度：依据围岩性质及巷道跨度，取长度2.0m的杆体，采用4分焊接管制作而成在锚杆尾端外部100mm处带有滚丝，中间为注浆段，在锚杆端头内部300mm处加工成右旋麻花形，用于搅拌树脂锚固剂。
　　2）注浆段长度：为防止注浆液外泄，将注浆段设置在锚杆中间，注浆在围岩深部进行。注浆段长度1400mm，封孔段长300mm小，注浆流动阻力愈大，杆体强度损失愈大为便于锚杆内腔出浆，在杆体1400mm的注浆段上，每隔100mm交锚钻直径Y6mm的注浆孔15个。
　　4）螺纹：为便于锚杆与注浆栗高压出浆管连接，满足安装托板的要求，在锚杆尾部加工出长度100mm的螺纹。
　　注浆锚杆结构示意。2.2注浆设备浆管路可满足10~ 15m的范围内注浆，注主要有注浆栗及与其配套的注浆管，注浆管为Y 25mm的高压胶管注浆栗采用了水力采煤与管道运输济南交通高等专科学校机械厂生产的QB152型便携式注浆泵4.2.3注浆材料主要包括注浆锚托锚固剂、水泥、水玻璃等，水泥采用425*普通硅酸盐水泥，水玻璃采用45Be‘的液体水玻璃。
　　4.2.4注浆参数1）锚杆布置：除底板外，围岩锚杆采用菱形布置，内层锚杆网度0.8nK.8m，每排5根，起预支作用，为临时支护锚杆，浆内外层锚杆网度1.0mK1.0m，从正顶向两侧500mm处开始打注，每排10根，为浆外永久支护锚托锚杆断面布置袋水泥，即75kg 4.2.5喷砼厚度采用两次喷砼，初喷在岩层暴露时打注内层锚杆后进行，厚度约30~50mm；二喷在初喷基础上喷射，厚度约70~喷与二喷间隔时间不超过20h采用的材料为红矸和水泥、速凝剂，配比为水泥：红矸= 1：3.5，速凝剂掺加量为水泥用量的4~5%，水灰比控制在0. 45左右5施工可行性分析5.1本技术工序简单，掘进班打掘进眼可与浆外锚杆注浆平行进行，不产生打掘进眼与注浆工序相互影响现象内层锚杆采用班末注浆，已为下班留好安全可靠的临时支护。
　　5.2现场可操作性强，胶带输送机巷断面设计为4.5mK3.0m，最大坡度段6°，空间宽大，注浆设备便于伸展，随进度向前移动5.3设备简单，技术易懂，易于操作。
　　6施工技术经济效果采用双层注浆锚杆喷砼支护技术彻底改变了传统金属支架在软岩巷道支护中的弊陋性，具有以下优点：1）加固了围岩，增大了围岩的稳定程度，提高了围岩的自身承载能力，围岩整体性增强，因而断面变形和收敛程度大为减少2）降低了支护费用。与金属支架支护相比，可节约成本1000元/m以上3）减轻了职工劳动强度。工序简单，技术易掌握，不影响单进速度6结论该工艺在-800m胶带输送机巷过软岩破碎带施工中已开始应用，因是新工艺，施工中还需进一步加强管理和完善此工艺为今后开拓软岩巷道开辟了一条新的技术途径，具有现实意义和广阔的发展前景。
　　赵光福（19-），男，开滦精煤集团有限责任公司吕家坨矿业分公司工程师》1991年毕业于河北科学技术学院矿井建设与地下工程建设专业。