锚网喷与注浆联合支护技术在深部软岩施工煤仓中的应用

锚网喷与注浆联合支护技术在深部软岩施工煤仓中的应用

黄宜和

（黑龙江龙煤集团公司鹤岗分公司，黑龙江鹤岗154100）

摘要深部软岩巷道具有较大变形特征，单一的支护方式难以控制。锚网喷支护与注浆加固围岩是一种共同作用的耦合主动支护方式，可以改变围岩力学参数，提高围岩强度。该文阐述在深部软岩中施工大断面煤仓时，应用锚网喷与注浆支护技术的原理、工艺及优点、可操作性以及取得的较好的经济效益，从而促进锚网喷与注浆联合支护工艺的推广、应用。

关键词锚网喷注浆大断面联合支护

中图分类号TD353+．9文献标识码B

Bolt－net－concreteshoting Combined with Cement slurry Injection Being

Used for Coal Silo Construction in Deep Soft Stratum

Huang Yi－he

（Development Department，Hegang Branch，Longmei Coal Industry Group Ltd．154100）

Abstract This paper illustrates the theory，methods，advantage，availability and better economical benefit are got by bolt－net－concreteshoting com-bined with cement slurry injection being used for coal silo construction in deep soft stratum，and resulting in promoting the methods of bolt－net－con-creteshoting combined with cement slurry injection to be used widely．

Key words bolt－net－concreteshoting cement slurry injection large tunnel combined supporting system

龙煤鹤岗分公司兴山煤矿一开拓区地质构造复杂，受F54、F47、F10等多个大断层影响，而且次生断层多。117队施工的前组30层立煤仓（仓高28m，直径7 m）穿过围岩层节理发育，还穿过2个断层，断层带宽1．3 2m，造成围岩破碎，裂隙发育。通过采用锚网喷与注浆联合支护，确保了支护强度及施工安全，满足了生产的需要。

1支护参数

（1）锚杆：采用Φ20ˑ2500mm左旋无纵筋高强螺纹钢锚杆，锚杆采用树脂药卷端头锚固，树脂锚固剂型号为CK2545，用量为2支/根。

（2）金属网：采用Φ6．0mm钢筋焊接而成，网片尺寸为1000ˑ2000mm，网格尺寸75ˑ75mm。

（3）注浆材料：注浆施工中所需材料主要有水泥、水玻璃、注浆锚杆、水泥注浆添加剂等。

（4）注浆参数：注浆孔深为4m，注浆终压为1 3MPa。

2原理

（1）首先将裸露的围岩进行初喷混凝土封闭，然后进行注浆，将松散破碎的围岩胶结成整体，提高了岩体的内聚力、内摩擦角和弹性模量，从而提高了岩体强度，可以实现利用围岩本身作为支护结构的一部分。

（2）注浆后可以利用浆液封堵围岩的裂隙，隔绝

*收稿日期：2011－12－28

作者简介：黄宜和（1966－），男，1994年毕业于鹤岗工学院采矿专业，2007年毕业于黑龙江科技学院采矿专业，本科学历，工程师，现在黑龙江龙煤矿业集团鹤岗分公司开拓技术部从事技术工作。空气，防止围岩风化，能有效防止围岩被水浸湿而降低围岩本身的强度。

（3）注浆后使得喷层壁后充填密实，这样保证荷载能均匀地作用在喷层和支架上，避免出现应力集中点而首先破坏。

（4）利用注浆充填围岩裂隙，配合锚网喷支护，可以形成一个多层有效组合拱，形成的多层组合拱结构扩大了支护结构的有效承载范围，提高了支护结构的整体性和承载能力。

（5）注浆使得支护结构断面尺寸加大，围岩作用在支护结构上的荷载所产生的弯矩减小，从而降低了支护结构中产生的拉应力和压应力，因此能承受更大的荷载，提高了支护结构的承载能力，扩大了支护结构的适应性。

（6）注浆后的围岩整体性好，与原岩形成一个整体，从而在高应力下保持稳定而不易产生破坏。

3注浆加固工艺

（1）注浆系统选择：考虑井下施工条件限制，选择双液注浆系统。

（2）注浆时机的选择：及时注浆能使围岩保持较高的承载能力，有效约束围岩变形。根据巷道的变形一般规律，掘后2 3d内其变形量为5 15mm，此时注浆其后续变形将由于围岩被加固而受到有效控制，故注浆越及时，控制效果越好，从注浆作业方便和尽量发挥注浆加固的作用出发，确定工业性试验中的注浆加固在扩仓前进行对上、下口注浆，后每扩仓一遍及时对仓壁进行注浆加固。

（3）注浆孔深度。由于注浆对裂（下转第32页）

头矸石出矸→两帮锚网喷→全断面打炮眼→装药放炮通风→交接班。拱部锚网喷时，平行进行清理轨道、进装载机矸石仓；两帮锚网喷时，平行进行平底板、钉道、退装载机矸石仓。

扒矸装岩时，司机操作装载机将矸石扒到装载机上，通过刮板传到第一节矸石仓内，第一节矸石仓将装满时，矸石仓司机启动矸石仓，再将矸石转运到第二节矸石仓内，第二节矸石仓装满矸石后从卸载点卸载至车皮内，由电瓶车运出。整个过程实现连续扒矸、装矸、卸载、移仓、运输一体化作业，将迎头一茬炮（约40车）矸石一次出净，达到了设备的最佳配合，大大提高了扒矸排岩速度，发挥了最大效能。

东滩煤矿南翼轨道石门岩巷施工使用履带式液压装载机和大容量矸石仓，大幅度减少倒矸、装岩的时间，同时解决普通耙装机装岩不彻底、工效低的问题。2．4新型机械化作业线的劳动组织

在液压掘进钻车、履带式液压装载机和大容量矸石仓机械化作业线条件下，科学组织打眼、排矸与支护平行作业的施工方法；研究出大断面岩巷快速施工的光爆锚喷支护新工艺，通过研究出初喷、打锚杆、复喷一次成巷的施工顺序，改变传统的打锚杆、初喷、复喷、集中搞成巷工艺，优化了劳动组织，形成了在现有技术条件下大断面岩巷快速掘进最佳的设备配套及作业工艺新模式。

3东滩煤矿岩巷高效掘进成果及下步研究方向

该配套设备在东滩矿南翼轨道石门大断面岩巷试验使用，巷道断面20．9m2，坡度4ɢ上坡，该套设备解决了普通掘进设备面临的难题，实现了岩巷掘进机械一体化连续作业。通过实践摸索，研制出与该套设备相适应的循环组织施工工艺，真正意义上做到了一次成巷，最大化发挥了该套设备的功效，月平均进尺达到150m，使岩石平巷掘进的单进水平实现了大幅度提升。

东滩矿岩巷掘进配套设备先进，生产效率高，大幅度提高了掘进水平，缓解了矿井采掘紧张的局面，全部机械一体化作业，大大减轻了工人劳动强度。该套设备对促进岩巷普掘技术水平的提高具有重要的借鉴意义，也对改善矿井生产和安全具有重要意义，值得推广与应用。

下步针对岩巷斜巷掘进，东滩煤矿正准备采用自动布置炮眼的掘进钻车实施大掏槽深孔爆破作业，研制爆破参数设计软件，实现大断面岩巷中深孔一次装药一次起爆、循环进尺达3 3．5m的光面爆破关键技术。履带扒斗式液压装载机配合桥架装载机将矸石卸载至强力耐磨排矸皮带上，经胶带运输机排入移动矸石仓，最大限度提高单炮进尺、减少排矸运矸时间。

（上接第30页）隙宽度有－定的要求，而围岩裂隙宽度由外往里逐渐变小，一般地注浆孔深度应小于裂隙发育围岩深度，因此，根据裂隙发育的经验公式计算出注浆孔深度4m。

（4）注浆孔布置：立仓上下口以立仓钻孔中心为圆心，圆形布置，排距1．0m，间距1．0m，仓身以垂直仓壁布置，间排距为1．0m。

（5）注浆压力。注浆终压控制在l 3MP a之间。注满后，浆液停止不动，，保持终压不变，维持l 3 min，以保证注浆充填程度和密实性。

（6）注意事项：

①要提高巷道成形质量，首先最大限度地减轻爆破时围岩的松动破坏，减少支护工作难度。作业规程中要求周边眼距250mm，要求缩短围岩暴露时间，掌握好光面控制爆破即能控好巷道周边轮廓，又能控制围岩松动范围，从而充分发挥围岩自身自承能力，改善支杆受力状态，提高支护效果。

②由于受围岩稳定的限制，若进度过大，极易产生片帮、抽冒顶现象，难以实施联合支护，而且钢筋网规格要满足整个循环作业，及时锚喷支护工作面，循环进度定为1．0m。

4使用效果

（1）通过对立仓注浆加固，使立仓周围的围岩有效的结合为一个整体，有效地提高了煤仓整体的支护强度。

（2）通过对立仓注浆加固：①提高了施工中的安全系数；②提高了岩体承载强度，实现了利用围岩本身作为支护结构的一部分；③提高了施工速度和劳动效率；；④降低了施工中的安全隐患。

（3）与锚喷支护相比，由于锚网喷注耦合支护时注浆既加固了围岩，又给锚杆提供了可靠的着力基础，使围岩强度和承载能力得到显著提高，巷道变形量明显降低，是一种非常好的主动支护形式，可以较好地解决深部软岩巷道的支护问题。

（4）将锚网喷注耦合支护技术应用于高应力软岩巷道，为解决类似条件下巷道支护问题提供先进技术。

（5）据兴山煤矿三水平北部区立仓采用锚网喷注耦合支护工艺的支护效果可以看出，该支护技术适合深部软岩巷道的支护和治理。

（6）根据以前的注浆经验，个别区域由于软岩孔隙少，泥质成分高等原因，注浆困难，注浆量小，在今后的工作中应研究不同类别软岩炮后最佳注浆时间，还要研究增加孔隙度的管路压裂技术可否应用加固软岩的注浆工艺上，从而进一步提高围岩强度。