破碎软岩大巷壁后注浆加固技术研究

破碎软岩大巷壁后注浆加固技术研究
摘要:介绍了破碎软岩壁后注浆作用机理，以平禹一矿机轨合一大巷为例，对注浆参数、设备、工艺流程以及注浆效果作了详细的论述，通过工程取得良好支护效果。

关键词：作用机理；注浆参数;注浆工艺；注浆效果ﻭ 1．概况
平禹一矿翼机轨合一大巷布置在二1煤顶板10ｍ以上的泥岩中，该巷道原大部分采用“U36混凝土”支护。

因巷道断面大、围岩层理发育，巷道掘出一段时间后，大部分区域喷层开裂、脱落,底臌严重，断面缩小,无法满足安全生产的要求。

经过多次反复扩修，也根本达不到支护阻力的要求。

为了提高围岩本身的承载性能,决定扩修后采用壁后注浆支护技术方案。

2。

壁后注浆加固技术的作用机理ﻭ壁后注浆加固巷道围岩是采用圆钢管作为锚杆,并兼作注浆管使用。

其支护原理主要包括以下几个方面: ﻭ (１）壁后充填加固作用ﻭ壁后进行注浆充填,外荷载均匀地给支架,使支架承受均布荷载。

同时，注浆充填层可吸收围岩部分变形能及变形量，减少支护及围岩变形的剧烈程度。

(２）裂隙充填与压密作用ﻭ注浆浆液可以将相互连通的岩体裂隙充满,并将破碎的围岩胶结成整体，抑制围岩流变。

同时还可将充填不到的封闭裂隙和孔隙压缩，从而对岩体整体起压密作用，岩体弹性模量、强度相应提高。

(３)网格骨架作用
注浆浆液经挤压或渗透到围岩裂隙中固结，会新的网格骨架结构，固结体具有良好的韧性和粘结性,承受外载时表现出更
好的塑性，可以承受较大的变形而不破坏,从而改善巷道维护状况。

(4）注浆浆液对锚杆杆体抗腐蚀性得以ﻭ注浆浆液充入杆体周围后，一方面使杆体全长受到防锈钝化膜的保护。

同时注浆浆液对锚杆也起到了很好的加固作用，从而保证了锚杆自身的长期稳定性。

（５）注浆为锚杆提供可靠的着力基础
良好的注浆效果可实现锚杆在全长范围内良好的锚固效果，为锚杆提供可靠的着力基础，进一步保证了巷道内层结构的承载能力。

(6）对锚喷支护的增强作用
注浆浆液可以强化喷层与围岩的粘结作用,维护喷层稳定,使端锚型锚杆转为全长锚固型。

经围岩注浆加固,使频于破坏的锚喷支护体转变成高强的喷锚注加固圈,可以使围岩变形速度大大降低，实现长期维护.
(７）水泥基注浆材料固结破裂煤岩体的性能得以增强ﻭ破裂煤岩通过水泥基注浆固结体,其固结体延性增大，变形能力、强度、稳定性显著增加,这有利于适应大变形的承载结构。

ﻭ 3．注浆参数设计ﻭ翼机轨合一大巷注浆加固采用一次注浆方式，在围岩裂隙较小，注浆困难的位置进行二次注浆加固。

（1）注浆孔深及间排距
注浆孔深取决于巷道围岩的渗透性和浆液的流动性,根据巷道围岩裂隙发育的经验公式:
………………………………（公式1)
公式中:R—围岩破碎圈半径（m)；ﻭγ—岩层平均密度,
H—巷道埋深（m)，ﻭ Rc—岩石抗压强度(ＭPa），
ａ—巷道半径(m)。

ﻭ经公式1计算,得出裂隙发育的范围为 1.92m，考虑围岩的渗透性和注浆加固的目的，取一定的安全系数，设计注浆孔的深度为2。

5m。

注浆孔的间排距根据浆液扩散距离设计，而扩散距离受注浆压力、浆液流动特征、裂隙开度、产状及分布特征和注浆工艺等因素影响。

根据试验段的现场写实,巷道单孔浆液扩散距离为3。

5米以上.为了确保安全，设计注浆孔排距为4．8米，间(2）注浆压力
距为２米。

ﻭ
本次注浆压力主要用于克服浆液在裂隙中的流动阻力，注浆压力一般控制在1～２.5ＭＰa,并在施工中根据注浆量适时调整. ﻭ (3)注浆时间及注浆量ﻭ注浆时间是指单孔注浆时浆液从注入巷道围岩到结束所需的时间，为保证注浆效果，单孔注浆时间控制５miｎ左右。

ﻭ注浆量随不同部位的破裂程度、裂隙分布情况是不一样的，按理式估算如下：ﻭ单孔注浆量:………………………………………（公式2）ﻭ式中：1-单孔注浆量ﻭλ—浆液损失系数,取1。

2 ﻭβ—充填系数,一般取0．7
ﻭ。