注浆锚杆技术在巷道底鼓治理中的应用分析

[摘要]煤矿的开采业不断发展，技术逐步提高，但是也受到各种因素的影响，如地质条件、自然环境、开采技术、人员素质等，会使煤矿的巷道底板与两帮岩体之间出现变形，巷道内部空间位移，而导致巷道底板向上突起，称之为巷道底鼓[1]。该现象会严重影响运输、通风及行人，是从事煤矿事业的人员需要重点关注的话题。本文结合某煤矿项目的实际情况简单阐述了巷道底鼓的原因、注浆的工艺流程及具体巷道修复工作，分析了注浆锚杆技术在巷道底鼓治理中的应用，为从事该行业的人员提供一定的参考与借鉴。

[关键字]注浆锚杆技术 巷道 底鼓 应用 研究

[中图分类号] TU74 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-4-268-2

0前言

随着我国经济的发展，社会不断进步，各个行业的发展离不开能源，煤矿资源的开发经历了较长的时间，相关技术也在不断提高，但是在开采的过程中也会由于各种原因，会出现巷道底鼓的情况，其作为软岩巷道底板突起，围岩形状变化及破坏的主要表现形式，其在某些底板没有进行支护措施的软岩煤矿巷道中，巷道底鼓在巷道底板及顶部位置移动总量中，占有较大比重。在治理该类问题上，需要投入大量的人力物力，耗费许多时间及精力。现代对该问题进行治理较为有效的方式则是底板注浆加固措施，通过对底板及顶部围岩进行加固，使围岩的稳定性、强度等达到一定的要求，从而减缓该类问题的发生。但是该措施也有一定的适用范围，如需要在巷道底板岩层较为破碎、底板岩层的荷载难受行大于岩层的强度而出现裂缝情况下，才能达到较为理想的效果，且施工时的技术要求较高，因此对其的研究是十分有必要的[2]。

1巷道概况及底鼓的原因分析

该煤矿项目主要采煤层巷道的的围岩较为松软，且强度较低，存在大量的裂缝，煤巷、半煤岩煤巷中出现不同程度的底鼓问题，即两侧的底角向内移动、挤压，导致底板突起，具体突起的高度已经超过1m。该煤矿的主采煤层的直接顶属于粉砂岩，厚度为1m左右。直接底为炭质泥岩，厚度为1.2m左右。老底主要由鲕状泥岩及少量的粉沙岩构成，厚度为5m左右。伪顶的主要成分为泥岩及炭质泥岩，厚度为1m左右。已经采用了锚网喷支护，顶板使用了规格为Ф16 ×1.8m树脂锚杆及3根长度为1.5m的木锚杆组合进行支护，每排锚杆的距离为1m ×0.9m。该巷道出现底鼓的原因较多，包括围岩的强度、主要构成、稳定性、支护情况等，具体情况如下：①围岩的主要构成 该巷道的主要有石英含量为68%，高岭石含量为30%，其他成分2%；②围岩的强度 该巷道围岩的强度较低，变形性大，进行维护时受到较多的限制，难度大；③稳定性 巷道在开挖之后，周边的围岩的结构被破坏，支离破碎，且在重力的作用下，松动范围极大，稳定性较差；④支护情况 巷道受到的外力荷载平衡性及均匀性较差，每排锚杆支护之间的距离较大，而长度较小。与之相配合的木锚杆并没有在底部进行相关固定措施，支护的稳定性、效果较为有限，也成为巷道的受力情况的影响因素。

2注浆锚杆技术在巷道底鼓治理中的应用

2.1注浆锚杆的施工流程

注浆锚杆支护措施一般适用于围岩较为破碎的巷道。运用注浆的方式将围岩的裂缝进行封堵、填充，并进行相应处理，是围岩的岩体强度得到有效提高，避免出现底板底鼓的问题。该防治方式受到注浆锚杆的规格、材料、各项参数、所需设备及施工流程工艺等因素的影响，因此需要对上述诸多因素进行相关分析，确定情况后，具体的施工流程分为几下几个步骤：

2.1.1注浆材料及锚杆

分析了各因素后，确定使用注浆的材料为单液水泥浆，水泥的级配及类型为425#普通硅酸盐水泥，实验得出合理的水灰配比为1：2，并加入浓度为1.5%的FDN型减水剂，以减少用水量及混凝土强度、抗冻性、抗渗性等各种性能。先采用直径为2.5cm，长度为160cm的螺旋式注浆锚杆，并运用螺旋进孔的方式打入围岩，并将其固定。该固定方式的原理是依靠摩擦力的作用而达到固定的效果，因此不需要使用锚固剂，其可承受的注浆压力为5MPa，且需要在封口的部位设置橡胶止浆塞，防止注浆溢出[3]。

2.1.2确定注浆参数

一般情况下，注浆的压力应保持在1.0MPa，其压力极限为1.5MPa。每一个孔需要注入的水泥量应保持在80kg～100kg之间，如果注入水泥的量超过了300㎏，而注浆压力尚未满足注浆的设计压力，即需要先停止注浆，约2个小时后，再继续进行，当注浆量大于500㎏，已然达不到压力要求，则需要全面检查孔内是否寻在漏浆的问题，注入完毕后，才能继续对其他孔进行注浆工作。

2.1.3具体注浆流程

先准备好制作浆液、注入浆液及其他相关配套设备及工具，包括注浆泵、浆液搅拌桶、规格为直径2.5cm的高压胶管，在连接时注意检查质量，保障管道的通畅性及安全可靠性。再按照实验得出的科学比例将水泥、清水均匀充分的拌合，制作出水泥浆，再根据情况添加一定量的减水剂，避免在注浆施工中出现吸浆龙头被塞的问题，并及时检查各项情况，根据检查结果技术调整浆液的各项指标性能。将拌合完毕的浆液使用注浆泵注入孔内，在该过程中应严密观察注浆压力，防止孔道堵塞、崩坏等问题，配合检查巷道内的各种变化情况，决定时候停止注浆或者调整浆液注入的状态、注入量及注入速度。注浆工作完毕后，需要及时拆卸及清洗阀门[4]。

2.2注浆质量检测

在注浆结束后，应及时对注浆质量进行全面检测，包括巷道断面检测及注浆检测，具体检测方式如下：①巷道断面检测 在巷道内，按照巷道的走向，每隔7.5m设置一个断面，对其进行检测，各个断面的左右两侧需要分别设置一根注浆锚杆，以保持断面的稳定性；②注浆检测 对左右两侧的注浆锚杆实施注浆措施。如果每根的注浆量小于50㎏且压力不超过0.5MPa，则显示围岩的缝隙并没有完全填充密实，可以先对孔道进行检查，并继续注浆，同时配合密集型检查，对复杂地段进行重点观察。

2.3相关安全措施

进行巷道底鼓治理时，也需要做好安全措施，具体方法有一下几种：①工作的人员需要进行专门的培训并检验合格后才能进行上岗工作。对人员进行合理的分工、组织及协调。在注浆过程中抽调专门的人员仔细观察巷道的变化情况，如果发现巷道有掉皮、裂口、突起等情况，硬技术打开泄压阀，并关闭空道口的阀门，避免出现注浆事故；②注浆泵在工作前需要先检查各项性能及状态，如油箱内的油量、部件是否存在松动现象等，泵站需要放置在顶板稳定、强度达标的位置，并保持其与工作面的距离在20米左右。泵站连接注浆锚杆的胶管应固定在巷道壁上，避免在施工过程中受到损伤；③对整个注浆的管道系统进行耐压检验，观察接头、门阀及其他连接部位压力耐受性是否合格等。

3总结

注浆锚杆技术对于巷道底鼓的治理，其能够将围岩的缝隙进行封堵、填平，使之成为稳定性较高的整体岩块，提高其内聚力，有效抵抗水质腐蚀能力及外力荷载的承受能力，避免巷道在使用的过程中受到水质的侵泡，围岩强度下降而出现位置移动、变形、挤压等不良现象。某煤矿在实施了注浆锚杆支护措施后，底板较为稳定，后期并未再次出现底鼓现象，治理效果较好。上述文中仅仅结合，某煤矿巷道的维护时间分析了一般的注浆锚杆支护措施，从事该项行业的人员在实践中，应全面分析采煤层及巷道的地质情况、各项参数、规格及基本之支护情况，结合一般理论选择适合具体施工情况的参数，科学施工，提高支护效果，提高巷道的强度，预防底鼓问题，保障巷道使用的完全性、稳定性及高效性。

参考文献

[1]陈见行，黄继达，韩志婷.浅析巷道底鼓机理及其防治措施[J].煤矿现代化.2010（03）：28-30.

[2]李志刚，张建威.中空注浆锚杆在余吾煤业公司井底水仓治理巷道底鼓中的应用[J].煤.2008（09）：8-9.

[3]魏胜利，王京龙，朱济勋，刘东亮，张登明，贺命峰，李亮，王宝.三软煤层复采沿空巷道底鼓机理及支护技术[J].煤炭科学技术.2009（05）：9-12.

[4]徐贵南.壁后注浆技术在水仓堵漏中的应用[J].水力采煤与管道运输.2010（03）：42-44.