软岩巷道壁后注浆加固在冯营矿应用的效果分析
煤矿巷道软岩注浆加固机理分析
基于实例的煤矿井筒注浆加固方法及效果
基于实例的煤矿井筒注浆加固方法及效果[摘要]本文介绍了对某煤矿巷道注浆进行加固,加固后的巷道井壁很少出现漏水现象,从而大大减轻了巷道的压力,注浆治理取得一定效果。
【关键词】实例;煤矿;井筒注浆;加固方法引言由于煤矿井筒外围存在着较厚的泥岩,对井筒的安全带来了很大的隐患,因此必须对井壁进行注浆加固。
通过预先造孔,采用注浆加固的方法来提高地层的承载力,减少井筒外侧所受到的竖直附加力,以达到预防井壁破裂的目的。
1、工程概况济三煤矿主井井筒地面注浆加固治理工程于2005年11月11日进场施工,11月28日开钻。
于2005年12月10日正式开始注浆,截止到2006年4月12日完成第一组孔(Z1、Z5、Z9)、第二组孔(Z2、Z6、Z10)及第三组孔Z3、Z11第三段高、Z7孔五段高二次的注浆施工,累计完成浆液注入量6356.22m3;钻探完成工作量2030.23m。
煤矿巷道位于三煤组段的泥岩、砂岩、煤层(线)中,巷道支护锚网喷及部分段36U圆型棚。
井筒因地压大、围岩破碎,井筒断面变形大。
严重影响安全使用,需对该井筒进行维修和注浆加固。
2、维修及壁后注浆加固技术措施针对该煤矿井下地压较大,巷道易出现变形破坏的特点,对井筒采取扩帮、挑顶、巷道壁后围岩注浆加固方案。
该方案通过采用锚注施工工艺,对变形破坏巷道的破碎松散围岩和高压力区巷道采用壁后注浆加固处理后,使浆液充填和胶结围岩的裂隙,在巷道的外围形成完整的注浆帷幕,并与围岩、锚喷支护共同形成有效承压组合拱。
由于注浆使得巷道外围组合拱厚度的加大,有效地提高了支护结构的承载能力,阻止巷道的变形破坏,从而确保巷道的长期安全使用。
3、注浆量估算水泥浆液注浆量采用公式进行估算:V=π(R扩2-r2)H注·n·β/M,其中V——预注入浆液总体积,m3;R——浆液平均扩散半径,孔深8m+井筒半径3m=11m;r——井中至井筒外壁的距离,3.6m;H注—注浆段高;n——受注浆岩石平均裂隙带,取受注体积的4%;β——有效充填系数,取0.9;M——浆液结石率,取0.85;经计算,累计需注入浆液体积为244m3。
注浆加固在强动压下软岩巷道支护中的作用
注浆加固在强动压下软岩巷道支护中的作用摘要:目前年我国科技水平和我国各行各业的快速发展,断层是矿井最常见的地质构造,尤其是落差大的断层,受动压影响顶板易破碎,给工作面支护增加难度。
近年来矿井也采用了一些支护措施,如增加锚杆、锚索的支护密度等,虽然一定程度提高了顶板的支护强度,但受断层落差大等因素的影响,支护后容易出现“网包”现象,影响支护安全。
因此,需要对断层区域巷道顶板进行注浆加固,黏聚破碎围岩裂隙,减小松动圈,提高顶板的承载能力,保证顶板的完整程度,避免出现工作面过断层时发生冒顶事故,造成人员伤亡和压坏设备。
采用注浆加固保证顶板的完整性和稳定性,确保了工作面安全回采。
关键词:煤矿;软岩巷道;注浆加固;支护;作用引言对破碎软岩顶板进行水泥—水玻璃注浆加固,浆液可以很好地充填到岩体裂隙和空洞中,产生水泥石与岩体黏结成整体,从而提高破碎围岩的整体性和自承载能力,改善了支护杆体与岩石的锚固特性。
切巷分段施工和顶板全锚索支护技术,实现了大跨度切换的安全施工,巷道变形量得到了较好的控制。
1注浆加固在巷道支护中的作用在煤矿开采工作过程中,注浆加固施工技术作为一种高效的软岩巷道支护施工技术方法,主要是通过注入某种浆液材料,有效达到煤矿井下软岩巷道的支护作用和效果。
这种注浆加固施工技术在实际使用过程中,主要是通过使用高压加强设备,将预先制备好的浆液直接输送到软岩巷道支护设备当中,而并非直接通过人工进行巷道外表面涂抹或者是其他断裂注浆的方法来进行操作。
现阶段,注浆加固技术在我国各大煤矿巷道开采工作中应用越来越普遍,尤其在一些强动压向软岩巷道支护工作中的应用效果非常明显,因此需要针对软岩巷道支护工作要点进行全面控制,有效保证注浆加固施工技术效果,提高煤矿巷道的整体安全性和稳定性。
2问题产生的原因分析(1)巷道顶板岩层结构复杂多变。
直接顶以泥岩为主,砂质泥岩为辅,且含有夹矸状黄泥,裂隙发育,局部出现空洞。
(2)锚杆和锚杆索锚固效果不佳,锚固力达不到设计要求。
岩石巷道滞后注浆加固技术的运用
第23卷第6期宿州学院学报Vol .23,No .6 2008年12月Journal of Suzhou University Dec .2008岩石巷道滞后注浆加固技术的运用孟 键(皖北煤电公司祁东煤矿,安徽宿州 23400)摘要:矿井在开挖后,为增加巷道的服务年限,巷道注浆是支护的有效手段。
适时注浆是减少巷道维修,降低费用,确保安全生产的有效手段。
关键词:应力;支护;适时注浆中图分类号:T D825.3 文献标识码:A 文章编号:1673-2006(2008)06-0118-02收稿日期:2008-06-29作者简介:孟键(1974-),安徽淮北人,祁东煤矿安全监察处主任,工程师,研究方向:采矿工程。
皖北煤电公司祁东煤矿是设计年产150万吨的大型矿井,地质条件复杂,井田内断层及构造较发育,在开采过程中,其次生断层发育较强,在开拓、掘进巷道施工中产生一定影响,对长期使用的岩石巷道的维护带来一定的麻烦。
巷道受矿压的影响,巷道反复的维修不仅对矿井生产成本大大增加而且对安全生产有一定的威胁。
祁东煤矿对岩石巷道支护主要采用锚网喷支护。
当巷道失修后再重新修复,修复后再进行注浆加固,造成材料的浪费,巷道施工后适时对巷道进行注浆加固,可以减少巷道的维修工作,可降低矿井的生产成本。
1 地质分析众所周知,在巷道开挖后,将会扰动岩石的介质,造成岩石内应力和岩石强度的变化,产生岩石应力的转移、集中和岩石强度减少,使孔间周围岩石发生变形及破坏,发生岩石物理状态的改变。
这个在开挖的孔间周围所形成的破裂区,一般使围绕开挖孔间形成环状。
由于应力作用产生的环状破裂称为围岩松动圈,松动圈按层次划分为弹性区、破裂膨胀稳定区、破裂膨胀剧烈区[1],如图所1示。
2 支护分析祁东煤矿的岩石巷道主要采取锚网喷。
支护中,锚杆的预应力只能阻止围岩裂隙的继续扩大,只能完成对围岩的一次支护,喷层可以作为二次支护,主要是防止巷道围岩壁面的风化,可是承载力较弱。
注浆技术在深井强动压软岩巷道围岩控制中的应用
注浆技术在深井强动压软岩巷道围岩控制中的应用摘要:本文分析了注浆加固技术基本特点,探讨了注浆压力、注浆孔深、注浆孔间排距、注浆加固部位的确定条件,并且介绍了注浆加固技术在丁集煤矿深井强动压软岩巷道围岩控制中的实际应用。
关键词:注浆技术深井强动压软岩巷道围岩控制1 注浆加固技术基本特点淮南矿区丁集煤矿平均采深已接近800 m,属于典型的深井。
实践证明,巷道注浆技术在深井强动压软岩巷道围岩控制中可以取得良好的应用效果。
由于巷道注浆的有效加固区是周边的浅部岩层,在改变围岩性质方面表现成以下特点。
(1)浅部围岩的应力降低是因为巷道塑性变形的产生,它和未遭破坏的岩体应力解除不同,浅层围岩的适应力不断变小是因为岩石和它的承压力都出现了降低,在这种情况下,围岩已经属于降低区,周边环境对其的制约性也出现了降低,但是尽管这样,围岩的承压能力还是没有发生本大的变化,它的强度主要通过缝隙与缝隙之间的摩擦强度来影响,没有受到任何破坏的岩石的承压力会出现降低。
(2)宏观缝隙的普遍存在使得岩块与岩块之间的孤立不断地加大,连接不再紧密,打破了岩石之间彼此传力机制的完整性,让岩块整体的承压了处于一种随时奔溃的情况下,很快形成,巷道矿压表现为顶板下沉、两帮挤入、底鼓及全断面来压。
注浆加固技术的实施室在围岩变形尚未稳定时进行,所以注浆加固技术的主要特征是考虑围岩变形的动态影响。
因而注浆参数包括与围岩破坏及变形对应的注浆深度和注浆加固体强度,以及注浆孔间排距、注浆压力等与巷道围岩裂隙渗透性能相关的注浆参数。
2 注浆压力的确定注浆压力需要根据巷道围岩具体情况进行确定,对于新掘巷道,注浆终压一般为2 MPa,其他巷道条件要满足的原则:(1)对于岩性软弱的岩体,控制注浆压力不超过抗压强度的1/10。
(2)对于渗透性差的岩体,应加密注浆孔注浆。
(3)对于有明显裂隙的岩体,注浆压力不超过 2 MPa。
(4)对于裂隙发育严重破碎的岩体,注浆压力不要超过1 MPa。
浅析矿井巷道支护加固中注浆技术的应用
浅析矿井巷道支护加固中注浆技术的应用摘要:因地质环境的制约,矿山中的巷道掘进环节会出现较多问题,其中最为常见的就是巷道稳定性不足。
其主要表现为巷道塌陷、巷道冒顶等,在断层破碎地带此问题更为严重,在矿山整体应力影响下,巷道不稳定问题发生率较高。
因此对注浆技术的优势与特点展开分析,将有助于巷道不稳定这一问题的解决。
关键词:矿井巷道;支护加固;注浆技术1?注浆技术在矿井巷道支护加固中的应用价值1.1?注浆加固技术的优点通常而言,注浆加固技术并非单独用于巷道加固,而是将其同外拉锚技术联合应用。
将锚杆技术与注浆技术相结合,可使锚杆加固能力显著增强,从而使拉铆点在连接性能方面得到大幅度提升。
与注浆加固技术形成辅助效应,以更好地实现巷道加固的效果。
除此之外,注浆技术可使围岩残余的强度得以增强,从而使摩擦能力提高,使围岩的支撑力与强度得到强化,围岩松动半径随之缩小,在此情况下,围岩的应力圈明显改善。
1.2?注浆技术在巷道加固中发挥的作用通常情况下,巷道塌陷或者冒顶等问题产生的地段多为巷道通过破碎带、矿区断层、岩石接触带等。
上述地段石块破碎,其承受的结构应力较大,故各类问题的发生率较高。
借助注浆技术对巷道予以加固,此处理过程所蕴含的机理即通过注浆技术对围岩壁内实施加固,使围岩的抗压与抗弯性能得到大幅度提高,从而使围岩对于变形的自控性能以及整体性能得以强化。
完成对围岩的注浆工作后,可将之前存在空隙、裂缝进行较佳地控制,从而使围岩的一体性与坚固性得到有效保障。
同时也能防止先前存在的缝隙不再发展为深层缝隙,使围岩的强度得以提升。
注浆加固技术能够使深部的围岩受载状况与力学特征得以改善,防止浅部围岩强度下降,避免塑性区转向深部围岩,从而使围岩塑性区的面积减小。
此外,注浆加固能够使底板、顶板应力以及垂直应力的集中性降低,使浅部围岩的承载水平提升。
同时注浆加固能够使底板与顶板围岩的承载能力与完整性提升,有效减轻巷道变形。
2?注浆技术实施的可行性在加固巷道围岩期间,注浆技术具有一定的科学性,然而并非全部涉及巷道不稳、塌落、冒顶等问题均可通过注浆技术予以加固。
最新-注浆加固软岩巷道策略及稳定性 精品
注浆加固软岩巷道策略及稳定性1引言地下巷道开掘诱发应力重新分布而导致的巷道变形趋于稳定后,围岩的流变速率及流变引起的围岩变形量,不仅和围岩的应力水平有关,而且和围岩本身的物理力学性质以及巷道所受到的人为扰动因素也密切相关。
当巷道围岩为软岩时,由于围岩变形具有明显的流变特征,巷道变形长期难以趋于稳定,导致巷道由于变形量过大而不得不一次次地重复翻修。
实践证明,注浆加固是改变软岩性质、特别是软岩流变性质的最有效手段之一。
特别是近4年来,随着新奥法隧洞施工理念、锚喷加固技术、注浆加固技术的广泛推广和应用,人们对软岩的水理性质、软岩巷道的围岩变形特征以及软岩巷道支护的基本原则等都有了一定程度的认识与了解。
然而,由于软岩巷道的围岩变形具有明显的随时间增长而增加的时间效应,而且围岩变形对应力扰动和环境变化非常敏感等特点,使得一些传统的巷道支护方式包括按目前较为流行的新奥法原理设计的锚喷支护无法满足巷道围岩的变形要求,从而造成巷道顶板塌落、侧帮大面积开裂、底板膨起和支架折损等一系列问题。
2软岩巷道普通锚喷支护形式存在的问题相对于传统的框架式结构支架而言,锚喷支护仍然是软岩条件下的最佳巷道支护形式,也是软岩巷道首选的支护形式之一。
但限于目前人们对软岩巷道及其支护性质认识上的不足,加之普通的锚喷支护包括普通锚喷加各种形式的框架形式支架的联合支护形式无法满足软岩巷道大变形量的要求,采用普通锚喷联合支护的软岩巷道往往也由于收敛变形过大而失稳破坏。
通过大量的现场实际观测与实验室测试,软弱围岩条件下普通锚喷支护形式主要存在以下三方面的问题1无法完全阻隔围岩与水的接触,围岩遇水软化、强度显著降低。
当巷道围岩为软弱围岩时,许多情况下喷层所允许的变形量及变形特征都无法和软弱围岩所要求的变形量与变形特征相适应,常常造成喷层开裂、破坏、甚至剥落,导致巷道围岩无法完全隔绝与水及潮湿空气的接触,致使围岩遇水软化、强度降低。
2普通锚杆的加固作用无法充分发挥。
破碎松散围岩巷道壁后注浆实验和效果
大, 也可在单 液水泥浆 中加入水 泥量的 1—2 %粉 煤灰与其 均 5 O 匀搅拌注入 , 以节 约材料 , 降低成本 。
2 锚 注钻孔 的规格 . 锚注钻孔深度 , 注浆孔深度为 2 O . m。锚注钻孔的间排距 :. 1
3 mX2 钻孔布置角度 : m, 巷道底 脚注浆 锚杆 与巷道底 板成 3 一 O
道底板 注浆孔时 , 浮矸 清理干净低 于设计 l O 将 O mm并 进行 硬化 后再布孔 。 ’
该工艺在巷道 的外 围形成完 整的注浆帷 幕 , 并与 围岩 、 喷 锚 支护共 同形成有效承压组合拱 。由于注浆使 得巷道外 围组合拱 厚度的加大 , 有效地提高 了支 护结构 的承载能力 , 阻止 巷道 的变 形破坏 , 而确保巷道的长期安全使 用。 从 3 .该工艺的缺点 + 该工艺施 工难 度较 大且施工时与正常掘进时间相抵 触 , 致使 巷道掘进单头进尺较低 , 影响矿井正常接替。
图 一
行锚 注工艺的 10 2m巷道 ,O 6 天后 测定其巷 道变形值较 大 , 变形 宽度 最大的 4号测定 点 , 其断 面宽度 由初 成形 的 2 8 挤压 至 . m, 16 已无法正 常使用 , .m, 必须返 惨 。其底鼓 现象严 重 , 最严重 处 的9 号测定点 , 地鼓高达 I m厚 , 严重影响运输及行人 , 无法达到
-2b北大巷 2 0 年连续 施工 20 其 8 m 按上述 方法进 09 0 m, 0 5 m, m 杆体 上每 隔 30 m 均匀 钻 出,6 m 注浆 孔 。管 口螺 纹 验 , 5 0r a 0m M2 , 2管终端呈稍扁状 , 以增加注浆出 口压力 。见 图 : 行锚注支护 , 其余 10 2 m仍执行 锚网喷支护 , 工完毕后 , 施 经巷道 形 比效 , 注的 8 m巷道有效地提高 了支护结构 的承载能力 , 锚 0 施 1 襻 工 6 天后 , O 巷道宽度变形在 lO O mm 以下 , 无底 鼓现象 。而未进
注浆加固技术在软岩支护中的应用
注浆加固技术在软岩支护中的应用摘要针对紫金煤矿西翼轨道联巷,因岩柱较小、采动影响及地压较大的原因导致围岩松软破碎,严重降低了巷道支护强度。
然而采用在巷道原有支护方式上增加巷道锚索注浆及反底拱的施工方案有效的增强了支护强度,减小了巷道变形量及维修量。
关键词井下巷道软岩支护支护方式一、工程概况西翼轨道联巷位于三采平台,与+700轨道大巷、一采下部车场、西翼轨道巷相连,岩柱较小。
巷道在施工过程中穿越2#煤层、泥岩、砂质泥岩及粉砂岩,因受采动影响、施工爆破影响及地压的原因,岩层松软破碎,加大了支护难度,降低了支护强度。
因此在原锚、网、索、喷的基础上增加锚索注浆及反底拱措施,增强了巷道支护强度,保证了巷道质量。
二、西翼轨道联巷加固总体方案根据西翼轨道联巷围岩性质和地质构造情况,巷道两帮、顶板用注水泥浆加固方案,底板采反底拱方案。
因巷道围岩裂隙多,用水泥浆对巷道围岩进行浅部注浆加固,封堵表面裂缝,对巷道底板岩性松软,遇水膨胀,底鼓严重,采用反底拱施工方案,即:底拱锚网支护后再浇筑混凝土。
使巷道围岩形成一个整体的密实岩体,从而大幅度提高围岩的整体性和抗变形能力。
三、巷道围岩注浆加固施工方法注浆方法1、采用MG150注浆机注浆,水泥使用PO﹒32.5配合ACE-1无机添加剂。
2、在巷道支护锚索200mm范围内打深度为500mm的注浆孔,注浆孔与锚索孔接近或打通,然后插放注浆管封管注浆。
3、注浆管为φ20×500mm的无缝钢管,管的一端带丝扣,丝扣长100mm与注浆机连接。
4、注浆管插入注浆孔深度不小于400mm,外露不大于100mm,丝扣端在外,然后进行封管注浆。
5、注浆完毕后,用聚氨脂化学材料封口。
注浆参数设计1、注浆孔间排距为1600×1600mm,与锚索同排布置,每排5个。
2、注浆压力:锚索注浆时,必须将锚索锚杆孔全部封闭并喷射混凝土后方可注浆。
当锚索、锚杆孔周围裂隙出浆时,表明已注满,停止注浆。
煤矿巷道围岩注浆加固技术的应用与发展研究
龙源期刊网 煤矿巷道围岩注浆加固技术的应用与发展研究
作者:潘海江
来源:《科学大众》2019年第11期
摘; ;要:现阶段,为了保证煤矿在开采过程中的安全,应当充分利用巷道围岩注浆加固技术。
文章通过分析注浆加固技术的优势和材料选择的原则,阐述了在应用注浆加固技术时应该注意的问题,进而探讨了注浆加固技术的发展趋势。
关键词:煤矿;巷道围岩;注浆加固技术
目前,根据我国煤矿围岩的煤岩体质不同,注浆加固技术得到了广泛的应用和发展,包括注浆的理论、器械、技术、材料等方面。
它的广泛使用也提升了我国煤矿开采的质量和效果,这在一定程度上推动了我国经济的发展。
1; ; 注浆加固技术的优势和材料的选择原则
1.1; 注浆加固技术的优势
1.1.1; 提升了围岩结构面的刚度和强度
围岩的结构面起到了控制煤岩体的变形和强度的作用,一般情况下,如果结构面的刚度和强度较低就会造成张开、离层和滑动的现象,同时造成煤岩体的体积增大,相应的强度也降低,这在一定程度上造成了煤矿巷道围岩的不同程度上的变形。
但在煤矿的巷道围岩上应用注浆加固技术就能够使结构面的刚度和强度方面得到显著的提升,同时也提升了煤岩体的整体强度,相应的围岩承载能力也增强了[1]。
1.1.2; 实现了对裂隙进行充填压密
对煤矿巷道围岩使用注浆加固技术,通过泵压使浆液渗进填充不到的裂隙之中,是这些裂隙处于闭合状态,进而也降低了煤岩体的孔隙率,同时也使空隙和裂隙的分布状态得到改善,这也在一定程度上提升了围岩的强度。
1.1.3; 隔绝了空气、封闭了水源。
矿井软岩巷道注浆加固修复技术分析与研究
矿井软岩巷道注浆加固修复技术分析与研究摘要:矿井软岩巷道维护是一个复杂的问题。
根据软岩理论,进一步分析出软岩巷道破坏的原因;采用锚注加固的方法,使破坏的软岩巷道得以修复,为矿井安全高效生产提供了保障。
关键词:矿井软岩巷道;注浆加固;修复技术1、成果实施背景九里山矿巷道岩性破碎时,普遍采用单一的锚网喷支护,短期内能满足支护要求。
随着时间的推移,特别受到采动影响,巷道变形严重,巷道在掘出后要经过4-5遍的修理,方能满足回采服务年限,破坏的巷道支护形式有:锚网喷、锚网喷+U钢、工钢棚。
其破坏范围大,破坏形式主要为顶板开裂、下沉、底板鼓起、两帮开裂、内挤。
2、研究开发内容1)锚杆、锚索+U钢支护技术锚杆支护参数:肩窝以上均匀布置锚杆9根,两帮锚杆间距800mm,锚杆排距800mm,每排13根锚杆,锚杆均为直径20mm、长度1600mm的高强锚杆(Q500),采用2只Z2340树脂药卷锚固,铺6mm钢筋网。
锚索支护参数:根据钻孔资料,顶板锚索应锚固在上部稳定的砂岩中,顶板钢绞线直径为17.8mm,长度为10.0m,钻孔深度9.7m,每根锚索采用5支Z2340树脂药卷锚固,每根锚索采用一块400mm长的18号槽钢,一块规格为100×100×8mm的钢板,锁具一套。
锚杆支护参数:原巷道U钢采用36U钢,间距800mm,继续使用。
2)注浆工艺A、注浆系统布置注浆系统包括注浆泵,搅拌筒及连接管路。
设备比较轻便,可放于注浆孔附近,单液吸浆管长度2~3m,单液出浆管长度10~15m,高压出浆管内为混合浆液,凝结快,设计为5~6m,便于端头操作即可。
注浆20m左右移动一次,大约为一个班的注浆量,工效高。
B、安装封孔器封孔是注浆的一个关键技术,封孔质量是保证注浆质量的先决条件。
一次性封孔方式:采用内径19mm,长 1.0m的铁管,前端焊快速接头作为注浆封孔管,在注浆管底部缠废旧布袋,放入孔内,用快硬水泥(以环形为好)浸水湿润后塞入注浆管与注浆孔之间,用套筒捣实,实现封孔。
壁后注浆加固技术在常村煤矿的应用
壁后注浆加固技术在常村煤矿的应用摘要常村煤矿21进风下山、2112泄水巷石门和110车场等巷道由于受采动影响,巷道的围岩裂隙极为发育,在承受支承压力的叠加作用下,极易破碎,形成了松动圈,使巷道冒顶、片帮、底鼓现象频繁。
针对这一情况,松动圈锚网(锚索)—喷浆—壁后注浆联合支护的加固技术是解决着一问题的有效手段。
壁后围岩注浆的的实质是向存在大量裂隙的松软破碎岩体中注入能够渗入裂隙、并在裂隙中胶凝固化的某种浆液,将巷道周边的松动圈岩体重新胶结成高强度的注浆壳,从而提高围岩体及巷道的稳定性。
关键词裂隙;松动圈;注浆;锚网支护大有能源公司常村矿位于河南省义马市东南部,井田面积为13.63km2。
1958年建矿,经过三次改扩建后,现设计生产能力达到180万t/a。
常村煤矿为斜井多水平上下山开拓方式,现最大采深近700m,主采煤层为2-1煤和2-3煤,煤层底板自下而上依次为底砾岩、砂岩、泥岩、灰质泥岩、伪顶为细砂岩、直接顶多为泥岩、老顶为泥岩。
其中泥岩、炭质泥岩强度较弱,抗风化、抗水能力差,遇水后易膨胀、流变,造成巷道变形加快。
常村煤矿21区进风下山、2112泄水巷石门和110车场等巷道由于因长期受单一盘区采动应力叠加影响,巷道压力大、变形快、失修严重,经反复多次扩修。
巷道围岩松动圈较大,顶板冒落高度达3~4m;巷道两帮片帮较宽,巷道总宽度达8m左右,巷道断面大,周围围岩不稳定,巷道的围岩裂隙极为发育,在承受支承压力的叠加作用下,极易破碎,形成了松动圈,使巷道冒顶、片帮、底鼓现象频繁。
由于松动圈内岩体的非线性体积膨胀变形,对巷道支护结构产生巨大的变形压力并迫使巷道产生较大的收敛变形。
围岩松动圈范围越大,巷道的收敛变形就越严重,巷道支护的难度就愈大,巷道的部分松软围岩在集中应力的作用下,松动圈的深度达到2.5m以上,有的甚至高达5~6m。
这种情况下,巷道顶底及两帮的移近量可达700mm~800mm,有的甚至高达1200mm以上,这样大的巷道收缩量及相应的围岩变形压力对该巷道的普通支护结构形式来讲是难以承受的。
2010-注浆加固技术在软岩支护中的应用
SCIENCE & TECHNOLOGY科学技术一、概况平庄煤业集团六家煤矿北翼运输大巷原设计为锚网喷支护,施工过程中发生严重变形。
为阻止变形,在锚喷巷道内套400mm厚料石碹,施工过程中料石碹又被压坏,又在料石碹基础上架设11#工字钢加砼支护。
北翼运输大巷拉门点向里320m 范围内从交付使用起巷道就开始变形,局部底鼓可达3m厚。
对北翼运输大巷进行返修的方法是在原支护基础上套200mm砼,底板用400mm 厚料石砌拱,并另掘一条辅助巷运输,为返修创造条件。
二、北翼运输大巷加固总体方案根据北翼运输大巷围岩性质和地质构造情况,巷道两帮、顶板用化学浆与水泥浆相结合的注浆加固方案,底板采用组合强力锚索加注水泥浆的方案。
用化学浆对巷道围岩进行浅部注浆加固,封堵表面裂隙,使巷道形成一个具有较强韧性和抗剪能力的拱形圈。
在巷道表面围岩内注化学浆的同时,在巷道围岩深部高压注水泥浆,以进一步充填深部裂隙,与巷道围岩浅部的化学浆加固圈一起形成一个更大的密实岩体,从而大幅度提高围岩的整体性和抗变形能力。
由于巷道底板岩性松软,遇水膨胀,底鼓严重,单靠注水泥浆不能有效控制底鼓,决定在底板浅部3m范围内注水泥浆的基础上,采用底板组合强力锚索与底板深部注水泥浆相结合的加固方法。
三、巷道围岩化学注浆加固方案1.注浆参数设计(1)注浆孔布置。
化学注浆孔,排距2.5m,间距以顶板中心为点向两帮均匀布孔,孔距1.5m,孔深2.0m;水泥注浆孔分为浅孔与深孔,排距2.5m,在两排化学浆孔之间布孔,间距以顶板中心为点向两帮均匀布孔,孔距1.5m,浅孔深2.0m,深孔深7m。
(2)注浆压力。
浅孔化学注浆终压3MP,水泥注浆终压8MP。
(3)扩散半径。
通过调整浆液的渗透性和注浆终压,保证实际有效扩散半径不小于孔间距的0.65~0.75倍,保证注浆孔的渗透范围有一定的交叉。
(4)注浆量。
化学浆单孔注浆量按公式Q=AπR2Hnbm/1.3计算,式中:A—浆液的损耗系数;R—浆液有效扩散半径;H—注浆孔深,取2.0m;n—孔隙率,n=1.2;b—注浆充填系数,b=0.7;1.3—平均重复注浆系数;m—浆液密度,取1250/m3;则:Q= 1.01×3.14×1.32×2.0×0.012×0.7×1250 /1.3=83,即单孔化学注浆量Q=83;水泥浆预计注浆量按经验数据,预计每米巷道水泥注浆量为1.5吨。
注浆技术在软岩巷道中的应用
锚杆 , 或注浆锚杆与组合锚杆 联合支护 , 能有效地提高底板强度 , 防止底臌 或减 小底臌量。 另采用加长底角锚杆及底角注浆锚杆, 也能有效地控制巷道
底臌 。
3 、 注浆材料 的选择与应用应根据锚注地段的地质条件、 施 工要求 、 原材
料 供 应 和 成本 等 因素 而 定 。 目前注 浆 材 料 主要 有 两 大 类 : 即 以水 泥 为 主 的水
三、 效 果 分 析
、
围岩 治理 技 术 参 数 l 、 注 浆 锚杆
( 1 ) 普通高强注浆锚杆 高强注 浆锚杆规格‘ p 2 2 x 2 0 5 0 mm, 采用无缝钢 管加工 , 壁 厚4 mm, 杆 体上顺序钻有‘ p 6 mm注浆 孔, 杆尾设麻花锚 固段 , 1 个树脂锚 固药卷端锚, 锚 固力7 t , 封孔采用快硬水泥药卷。 ( 2 ) 中空波 形高强注浆锚杆 中空波形高强注浆锚杆规格‘ p 2 5 x 2 5 0 0 mm,采用D 4 0 无缝钢 管加工 , 壁厚6 mm, 杆 体经挤压为全螺纹丝 , 壁上均匀布 置8 个 6 mm注浆孔 , 锚 固
关键 词: 注浆技术 围岩
祁南煤矿地质构造复杂、 地压大、 软岩分布广 , 软岩巷道 的突出特 点就 是 围岩变 形速度快 、 变形量大 、 持续时间长 ; 围岩不仅松软 、 强度低 , 而且遇 水软化、 膨胀, 对风 、 水、 扰动十分敏感: 围岩的四周来压、 底 鼓明显。 研究表 明, 围岩注浆加固可提高其 强度和变形模 量、 根本改善围岩的变 形规律。前苏联的研究资料表明, 注浆后砂岩强度增加5 O %. 7 O %, 粉砂岩和 泥质岩: t  ̄ 3 N 2 . 4 倍, 岩体中岩石强度 的增大使支护载荷减d x 2 / 3 . 4 / 5 。
煤矿巷道围岩注浆加固技术的现状与发展趋势
煤矿巷逍_耑注浆加间技术的现状与发展 尥势□王林曰晋能控股煤业集团宏圣公司,山西晋城 048400摘要:煤矿巷道围岩注浆加固技术对于煤矿开采的安全有着重要影响,在整个开采过程中是不可或缺的部分。
本文围 绕煤矿巷道围岩注浆的分类、作用、注浆理论、材料类型以及注浆参数等方向进行加固技术的现状分析,发现问题并作出相 应的发展探讨,促进巷道围岩注浆加固技术的进一步发展.关键词:巷道围岩;注浆加固;煤矿开采0引言煤炭资源对于我国的经济和居民生活都有着重要的影 响,煤矿工作的开展应当充分的关注安全问题。
而煤矿巷 道m岩注浆加固技术对整个煤矿安全问题有着一定的保障 作用,做好其技术的现状分析和发展趋势分析对整个煤矿 来说良好的保障作用。
1煤矿巷道围岩注浆加固技术概述煤矿巷道围岩注浆加固技术简单来说就是对巷道围岩中 的缝隙进行相应的注浆,加固闱岩让其具有更好的稳定性和 支撑性,确保煤矿能够顺利、安全的开采。
要做好煤矿巷道 闹岩注浆加固技术首先要对煤矿巷道进行具体了解并根据实 际情况制定好相应的注浆方案。
注浆加固相关人员应当先确 认好煤矿巷道的围岩类型,做好相关因素的测量,从类型出 发制定合适的加固方案。
其次要注意好相应的注浆材料选 择,并严格做好注浆合理制备,确保注浆质量符合国家标准 同时在进行注浆加固施工过程中,工人应当注意施工设备操 作合理性、施工技术运用的正确性,保障煤矿巷道围岩注浆 加固技术能够顺利的实现加固效果。
最后,煤矿巷道围岩注 浆加固施工完毕后要做好详细的工程验收。
注浆加固效果、裂缝填补情况,整体工程质量等方面做好详细的检查验收, 确保巷道围岩的质量,为后续的煤矿开采奠定良好的基础.:2煤矿巷道围岩注浆加固技术的现状2.1注浆加固前的测试和评估不够全面当下煤矿巷道围岩注浆加固之前虽然有进行相应的测试与评估,然后作出相应的注浆加固方案,但并没有更全 面详细的从各方面进行详细的了解。
尤其是对围岩中的层 理、裂隙分布以及围岩破坏程度、原因、分布做好相应的 评估。
煤矿巷道围岩注浆加固技术的现状及发展
煤矿巷道围岩注浆加固技术的现状及发展【摘要】煤矿巷道围岩注浆加固技术在煤矿开采的过程中扮演着重要的角色,其对煤矿开采的安全问题起着一定的影响。
本文主要就煤炭巷道围岩注浆加固技术的现状及发展进行了简单的分析,旨在推动煤矿行业的有序发展。
【关键词】煤炭巷道围岩;注浆加固;技术引言煤炭资源的开采对我国经济的发展,居民的生活都有着重要的影响。
因此煤矿开采一直都是全社会普遍关注的重点。
而在煤矿的开采过程中,最首要解决的问题就是开采过程中的安全问题,因此如何保障煤矿开采过程的安全成为现在煤矿工作者们普遍关注的焦点。
而煤矿巷道围岩注浆加固技术是煤矿开采过程中必不可少的技术之一,其对整个煤矿开采的安全也起着一定的保障作用。
1.煤矿巷道围岩注浆加固技术概述煤矿巷道围岩注浆加固技术是煤矿巷道施工过程中重要的技术之一,其对保障巷道的质量,提高巷道的安全系数有着很大的作用。
简单的来说煤矿巷道围岩注浆加固技术就是以巷道中围岩为基础向围岩的缝隙内进行注浆,从而起到对围岩的加固作用,使围岩具有一定的稳定性和支撑性,保障煤矿开采的顺利进行。
具体来说煤矿巷道围岩注浆技术在应用的过程中应分为以下几个步骤:(1)对煤矿巷道具体情况进行了解,制定合理的注浆方案。
煤矿巷道在开挖的过程中会出现各式各样的情况,不同情况的处理方式也存在着巨大的差异。
因此在对煤矿巷道进行加固之前,施工人员应对整个煤矿巷道的实际情况进行全面的了解,确定煤矿巷道的围岩类型,选择合适的加固方案。
(2)合理的进行材料的制备,有效的进行技术的实施。
在对煤矿巷道围岩进行注浆加固的过程中,要对注浆进行合理的制备,保证注浆符合国家标准,可以很好的对煤矿巷道起到加固的作用。
同时在施工的过程中施工人员也要注意施工技术运用和施工设备操作等方面的问题,保障煤矿巷道围岩注浆加固技术的顺利实施。
(3)施工结束后进行有效的工程验收。
煤矿巷道围岩加固工程,是整个煤矿开采链中的一环,其质量的好坏直接关系着后续工程能否顺利的进行,对整个煤矿的开采都起着重要的影响。
“三软”煤层煤巷壁后注浆加固技术研究与应用
“三软”煤层煤巷壁后注浆加固技术研究与应用摘要:在煤矿开采中,巷道围岩注浆加固技术很大程度上直接影响煤矿开采过程中的安全。
文章对“三软”煤层煤巷壁后注浆加固技术研究与应用进行了研究分析,以供参考。
关键词:“三软”煤层;煤巷;注浆加固1前言当前,在我国多种岩石工程中,注浆技术得到了全面的应用与发展,注浆理论、注浆器械、注浆工艺技术、注浆材料以及注浆质量检测技术等都获得了良好的发展。
注浆理论主要从裂隙介质注浆理论、拟连续介质注浆理论、多孔介质注浆理论逐渐发展为裂隙和孔隙双重介质注浆理论。
煤炭资源开采推动了我国经济水平的全面发展,很大程度上还影响了我国人民的日常生活,所以,现阶段我国煤炭资源开采已经引起了社会各界的普遍关注。
2三软煤巷破坏原因分析围岩比较破碎、成孔差,不利于锚索施工,不能够满足巷道在服务年限内的正常使用。
根据理论分析得到巷道发生变形的主要原因:(1)巷道围岩强度低,大部分区段直接顶板为泥岩、炭质泥岩或砂质泥岩,厚度0.13~0.87m,平均0.48m。
基本顶为砂岩,断层发育处及背斜轴部地带,岩石原生结构遭到破坏,裂隙较发育。
伪底多为炭质泥岩,易破碎。
(2)巷道受到比较大的地质构造应力,根据煤矿实际测量的地应力数据,最大主应力方向与大巷的走向近似平行,导致巷道的围岩出现不稳定的情况。
(3)支护方式不合理,原巷道支护采用U型钢支架+铁椽子+菱形金属网+双抗网的支护方式,在巷道掘进过程中,由于顶煤稳定性差,所以巷道掘进速度慢、周围煤体极易冒落、片帮。
(4)支护围岩相互作用关系较差,由于颗粒化煤体自身的稳定性和可锚固性极差,锚网索支护与巷道浅部的煤体难以形成具有一定自承载能力的有效承载结构,严重限制了支架承载性能的发挥。
3巷道注浆加固技术的作用与注浆材料选择的原则3.1注浆加固技术作用分析(1)能够实现围岩结构面刚度及强度的提升。
结构面直接控制了结构面发育煤岩体的变形及强度,通常情况下的,结构面刚度与强度较低可能会出现张开、离层或者滑动的情况,造成煤岩体的体积增大及强度降低,很大程度上会造成巷道围岩的变形。
软岩巷道注浆加固技术的应用陈亮
软岩巷道注浆加固技术的应用陈亮发布时间:2021-11-11T02:59:37.349Z 来源:基层建设2021年第25期作者:陈亮[导读] 文章主要针对软岩巷道注浆加固技术,进行了分析和探讨,该种技术的应用能够很好的保证软岩巷道的稳定性,在此过程中围岩的变形概率会有所减小身份证号码:41142419881103xxxx 河南许昌 461000摘要:该文章主要针对软岩巷道注浆加固技术,进行了分析和探讨,该种技术的应用能够很好的保证软岩巷道的稳定性,在此过程中围岩的变形概率会有所减小。
在对注浆加固机理进行探讨时,主要以山西常平煤矿软岩巷道为例进行了分析,并且以该区域的地质条件为基础进行了相应的现场测试以及理论分析,最终对巷道注浆加固方案进行了科学合理的选择和确定,与此同时还监测了围岩的变形量。
最终的结果表明,注浆加固措施的应用能够很好的对向道围岩变形情况进行缓解,确保巷道具备一定的稳定性。
关键词:注浆加固;软岩巷道;技术应用;分析引言我国社会经济的发展和进步离不开煤炭资源的利用,煤矿工作在具体开展过程中,要密切的关注安全问题。
煤炭的开采随着其应用范围的不断扩大,而逐渐的深入。
很多矿区在开展过程中,都发生了软岩巷道之互面临着相应的困难的现象,要想很好的对这一现象进行缓解和解决,就要采取科学合理的解决方案,其中比较常用的一种方案是注浆加固技术,该种技术在具体应用过程中能够起到一定的效果。
面对不同的矿区,注浆加固技术在使用过程中也会起到不同的效果。
1注浆机理分析巷道在开挖之后可以分为三个区域,包含了塑性区,弹性区以及原岩应力分布区。
在围岩的塑性区经常会出现裂隙问题。
岩体的破坏可以分成三个阶段,破坏,比较轻的是弹性变形阶段,破坏比较严重的是塑性变形阶段,处于中间阶段的属于破断阶段。
岩体所承受的压力是有一定范围的,如果超出了最大的抗压强度,那么就会产生裂隙问题,此时也会进入到塑性变形以及破断阶段。
在对注浆方案进行选择和确定,是要考虑到围堰内部的裂隙情况,如果裂隙发育比较严重,那么就具有比较好的渗透性,在此过程中将夜很有可能出现扩散的情况。
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软岩巷道壁后注浆加固在冯营矿应用的效果分析
摘要:焦煤集团冯营矿2404回采区段2404集中巷,巷道围岩破碎,巷道侧压大,变形严重,通过巷道壁后注浆加固,改善了巷道围岩力学性质,为后期巷道安全掘进工作提供了有利条件,为矿井高产高效提供了一项实用技术。
关键词:壁后注浆注浆加固注浆工艺
1 工程概况
2404集中巷垂深为330~320m,井下标高-233.903
~-211.900m。
老顶为细砂岩,厚6.57m;直接顶为灰黑色粉砂岩,厚10.27m;伪顶为黑色质软泥岩、灰白色粉砂岩,厚0.2~2m;直接底为灰黑色粉砂岩,厚9.86m;老底为灰黑色细砂岩,厚4.66m。
2404集中巷统尺310~620m巷道两帮为采空区。
巷道自开掘以来,巷道支护支架由于矿压影响多次变形,屡次变更巷道支护形式,仍不能彻底解决该问题。
2011年10月,为解决2404集中巷变形、底鼓,在2404集中巷310~620m段支护采用3.6×2.7mu29钢支架+注浆。
2404集中巷受2404、2406工作面采空区采动影响,围岩比较破碎,需对其进行加固,以保证巷道围岩的稳定性。
2 巷道岩体裂隙影响及壁后注浆固化机理
2.1 巷道围岩裂隙来源造成巷道裂缝主要有两方面的原因:第一,岩体在巷道开挖之前就已经存在软面,包括岩体形成过程中产生的层理、节理面以及受地壳运动产生的构造裂缝等,由于这种裂缝在沉积岩中以缓倾斜分布为主,因此从宏观上控制着巷道围岩的
稳定性;第二,受到巷道开挖以及采动产生的新裂缝,这些裂缝由于受到应力的变化导致巷道周围掩体破裂,这些破裂面与原来的裂缝在巷道的开挖过程中受到风化的影响进一步发育直接影响巷道围岩的稳定性。
巷道岩体裂隙在受到裂隙水等其他因素的影响,进一步发育造成围岩破碎,巷道顶板下沉,巷道底板底鼓等巷道变形现象的产生,直接影响到矿井正常生产。
2.2 壁后注浆固化机理巷道壁后注浆固化的机理:第一,增大弱面的摩擦力相当于提高了围岩的内摩擦力和黏聚力,因此增大了岩块内相对位移的阻力从而提高了稳定性;第二,浆液流入裂缝中后就会经过固结而封闭裂缝,这样水就不会通过裂缝渗入岩体而软化围岩;第三,破碎松散的岩体经过浆液会重新胶结成一个整体,从而形成了一个承受外载的注浆帷幕带,使之与巷道支架共同承载巷道周围的压力,从而减少了巷道变形。
2.3 壁后注浆加固作用
2.3.1 提高岩体强度。
为了改善弱面的力学性能提高裂隙的黏聚力和内摩擦角,注浆时都是利用压力把浆液压到围岩体的裂缝中去,这样就增大了岩体内部岩块之间相对位移的阻力,从而提高了围岩的整体稳定性。
有关研究表明注浆可以提高破裂后砂岩的强度,能够提高破裂后粉砂岩和页岩强度的1~3倍。
2.3.2 形成承载结构。
通过注浆加固可以使破碎的岩块重新胶结成整体而形成一个整体的承载结构,这样围岩就具有了一定的自稳能力,与巷道支架共同作用就减轻了支架的载荷。
有关研究表明,
巷道围岩注浆加固后可使巷道支架载荷降低2/3~4/5,如围岩与支架协调变形时,巷道支架载荷将降低3/4~5/6。
2.3.3 改善围岩赋存环境。
对破碎的巷道围岩注浆后可以封闭裂隙,这样就阻止了水、气等侵入岩体内部而有效的防止了水害还风化,能够保持围岩力学性质长期稳定。
同时,注浆后围岩的渗透性为注浆前的1/10~1/100。
3 壁后注浆加固参数设计及施工工艺
3.1 注浆基本原则巷道的表面经常在注浆前进行喷层来封闭围岩面,喷层既可以作为注浆的垫层,又可以起到防止漏浆的作用,但是实际中喷层并不是完整的,因此注浆过程中漏浆是必然的。
为了减少漏浆,除了改善浆液性能提高凝结时间外,调低注浆压力也会有很明显的作用。
裂缝和注浆孔的交叉程度决定了注浆结果的好坏,由于巷道裂缝发育分布具有很强的随机性,因此巷道注浆的间排距应该考虑浆液的扩散范围的交叉性。
3.2 注浆参数设计
3.2.1 注浆孔间排距布置。
一般情况下注浆孔的排距可以设计为3~4m,设计应使2个注浆孔渗透距离存在交叉。
根据该地区围岩的具体特点和加固施工工艺,取0.7的注浆系数,即排距为3m,采用注浆孔间排距为1.5m×3.0m,注浆孔角度与巷壁角度呈90°,注浆管由拱顶向两边布置,布置位置为正顶一根,两帮各两根,每组5根。
3.2.2 注浆孔深度。
注浆孔深度主要取决于巷道围岩破碎程度及
破碎范围。
通过经验公式估算该巷道围岩裂隙发育范围r:
r=(0.78+2.13γh/rc)a
式中γ—岩石的容重
h——巷道的埋深
rc——顶板及两帮岩石单轴抗压强度
a——巷道的半径
根据该巷道的实际围岩破坏情况及我矿注浆实践情况,工程实践中一般设计取2.0m左右。
结合该地区的实际情况,取注浆孔深1.5m,选用的注浆管为2寸钢管加工焊制而成,注浆使用水泥为p.c32.5普通硅酸盐水泥。
3.2.3 注浆压力。
巷道壁后注浆压力取决于围岩的渗透性、浆液的流动性。
巷道浅孔注浆一般不超过2.0mpa。
3.3 施工工艺标孔→钻孔→检查孔质量→安装注浆管→封孔→准备注浆→开泵注浆→凝固→检查注浆质量→验收。
3.4 注浆施工工艺要求为保证注浆加固施工质量和施工安全,在注浆施工中应注意以下事项
4 矿压观测分析
为了观测巷道压力显现程度,在2404集中巷300m注浆巷道范围内,每隔50m布置一个测点,共布置5个测站,采用“十字断面法”观测巷道的两帮变形量,底鼓量和顶板下沉量。
注浆前后巷道表面的收敛变化图如下图所示:
通过上图我们可以看出注浆前平均底速度、两帮移近量和顶板的
下沉速度分别为4.29 mm/d、1.71mm/d和1.54mm/d,注浆后的速度分别变为0.56mm/d、0.42 mm/d和0.41mm/d。
因此,注浆前后巷道的底板底鼓量、两帮移近量和顶板的下沉量的变化速度明显的趋近平稳。
此外,从注浆前后巷道表面收敛的变现速度也可以发展注浆后三项指标的变化速度明显小于注浆前并且趋于平稳。
从巷道表面位移观测结果可以看到,壁后注浆对控制巷道变形的效果非常显著。
5 结语
通过对2404集中巷310~620m段进行壁后注浆加固施工,对巷道破碎围岩进行加固,使之成为整体,提高了围岩的力学性能和承载能力,为保证矿井安全生产提供了有力的条件,是煤矿井下巷道维护的非常实用技术。
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焦煤科技,2008.
作者简介:
刘林涛(1989-),男,河南商丘人,助理工程师,现从事煤矿技术管理工作。