探究大断面硐室群底板锚注加固关键技术及其应用
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期 使用， 有效 避免底臌 发生。
１ ． 巷道底板特征分析
１ ． １ 工程概 况 该 大 断面 硐室 群位于２ ｌ 区皮 带下 山皮 带机尾 ， 硐 室位于皮带 巷两 侧， 每侧２ 个硐室 ， 硐室断面为直墙半 圆拱 型 ， 砌 碹支护后净 规格 ： 净宽 ６ ． Ｏ ｍ， 净高５ ． ５ ｍ， 直墙 高２ ． ５ ｍ。 １ ． ２ 巷道底板特征 通 过 地 质技 术资料 和现 场调 察分 析硐 室中心前 、 后 各２ ０ ｍ， 其中 ４ ０ ｍ巷 道深 部裂 隙发 育强大， 造成 底板 的松 散破碎 程 度严重 ， 巷 道底 臌、 地 裂现 象亦会随之产生 ， 严重影 响硐 室的稳定性 。
２ ， 巷道 底板 加 固技 术 ２ ． １ 巷 道底板注浆加 固机理 底板 注浆加 固是利用 浆液充 填围岩的裂 隙， 将 破碎 的岩体 固结起 来， 改善 围岩结 构 ， 强化 围岩的强度和 改善其 力学 性能 ， 提高锚 杆的锚 固力， 从而 增加 围岩 的 自 身承 载能 力， 保持 围岩稳 定性 。 底 板注浆 能提 高巷道 围岩弱面的强度 和变形模 量、 充填 严密裂隙 、 封 闭水 源、 隔绝空
Байду номын сангаас
２ ． ３ 施工质 量要求 ①施 工时注 浆孔间排距 、 倾 角、 孔深等 参数应尽量符 合设 计要求 ， 气， 同时， 通过 注浆 可使 端锚 变成全 长锚 固， 将 多层组合拱联 成一个整 般 角度误差 不超 过 ５ 。 ， 间距误 差不超过 ０ ． ３ ｍ。 遇有特 殊情 况可由现 体， 形成稳 定的承载圈 ， 提高 了 锚 固力和底 板围岩结构的整体性 。 场技 术人员指导作适 当调 整。 ２ ． ２ 施 工工艺 ②内孔 段与ｋ ｂ ＊ Ｌ 段必须保持同轴同心。 ２ ． ２ ． １ 工艺流程 每 个孔钻 成后 均应 立即安 装锚 注锚杆 ， 首先 往锚 固封孔段 套装 上 剁底 至设计 巷高一底板挂 钢筋 网一打锚 杆 一打注 浆管 一注 浆一砌 快硬水 泥空心药卷 ， 蘸水 ３ －５ 秒后迅速 插入钻孔 中， 使锚注锚 杆挡环 贴 混凝 土地坪 紧到变 径台阶上 ， 之后用专 门的捣杆 将药卷捣 实 ， 使 之与孔壁 密接 ， 然 ２ ． ２ ． ２ 锚注钻孔 布置及参数 后戴上托盘 、 螺母和注 浆联接头 即告安装完毕 。 设 计采用 底板锚 注钻 孔 ， 钻 孔呈 矩 形布置 ， 每个 硐室 底 板布置３ ２ ３ ． 注 浆 加固 效果 及评 价 个 锚杆 孔 ． ８ 个注 浆孔 。 设计 锚杆 孔深 度２ ． ５ ｍ， 钻 孔数 １ ２ ８ 个， 纯 进尺 在锚注 加固后进行 了观测 ， 结果表 明， 底 板 围岩强度 明显提高 ， 岩 ３ ２ ０ ｍＩ 设 计注 浆孔深度为２ ． Ｏ ｍ， 钻孔数 ３ ２ 个， 纯 进尺６ ４ ｍｌ 钻孔总长度 层坚 固性系 数ｆ 值 由２ 提 高Ｎ ３ ～ ４ 。 根据 观测 底板 变形 量仅在 ２ ０ ｍｍ左 ３ ８ ４ ｍ， 钻 孔总数为ｌ ６ Ｏ 个。 右， 有效 的控制 了底 板变形。 采用这种加 固方式节省大 量人力和财 力。 注 浆材 料 选用 ４ ２ ５ ＃高标 水 泥， 水泥 液浆 中加入一定 比例 的速凝 改善了围岩的 力学 性能 ， 提高 了岩 体 自 身 的强度 ， 确 保了硐室长 期正常 剂， 以加 速注浆 液的快 速凝 固， 提高固结体 强度， 保证注 浆效果 持久可 使用。 靠。 参 考文 献 设 计显效加 固厚度平均值约 为３ ． Ｏ ｍ， 围岩综合 开 口 裂 隙率按 １ ２ ％ ｏ …余贵军． 高应力大断 面硐室破 裂岩体 加 固支护技术 研究［ Ｊ 】 ． 煤 炭工 计算， 充填 系数取８ ０ ％， 浆 液损耗 系数 按 １ ． ２ ， 则水 泥每ｍ耗 用量约 为 程 ， ２ Ｏ ｌ ３ （ ０ ６ ） ． １ ． ９ ５ ｍ’ ， 整个加 固段约需 耗用水泥ｌ ７ ６ ｔ 。 【 ２ 】 张玉江， 邱守强， 王金刚． 高应 力 软岩硐室加 固 技 术及应用［ Ｊ 】 ． 煤炭工 ２ ． ２ ． ３ 注 浆参数设计 程． ２ ０ １ ３ （ ０ ６ ） ． 锚 注锚杆 的承 载能 力与注 浆压 力有直接 关系 ， 锚 杆的承 载能 力随 【 ５ 】 林惠立， 石永奎． 深部构造 复杂区大断面硐室群 困岩穗 模拟 分析 注 浆压力增大而增大 ， 这是 由于高压浆液渗透 到周围地 层或 高压在 钻孔 ［ Ｊ ］ ． 煤 炭学报 ， ２ ０ １ Ｉ （ １ ０ ） ． 周 围形 成径 向压 力， 提高 了锚 固体表面的粘 结摩擦 阻力 （ 抗拔 力） 的缘 【 ４ 】 康 红普， 林 健， 杨景贺， 昊拥 政 ， 高富强． 松 软破碎硐 室群 围岩应 力分 故。 但锚杆的承 载能力随注 浆压力的增大不是无限 的。 一股 而言当注 浆 布及综合加固技术［ Ｊ 】 ． 岩土工程学报 ， ２ ０ １ ｔ （ ０ ５ ） 压 力超 ｊ ￣ ． ４ ＭＰ ａ 时， 注 浆压 力的提 高对锚注锚 杆的承载 能力增大的影 响 【 ５ 】 谢文兵， 荆升国， 王涛， 任有奎， 张农 ． ｕ 型钢 支架结构稳定性及其控制 将 是微 不足道 的， 本设计 选定注浆压力为１ ． ５ － ２ ． ５ ＭＰ ａ 。 技术［ Ｊ 】 ． 岩石力学与工程学报 ， ２ ０ １ ０ （ ｓ ２ ） 实 际施 工时通 过调 整浆液 的渗透性 和注 浆终压 ， 保证实 际有效扩 【 ６ 】 何满潮， 李国 峰， 任爱武， 杨军． 深部软岩巷道立体 交叉硐室群稳定性 散半径 不小于２ ． Ｏ ｍ。 分析［ Ｊ ］ 冲 国矿业大学学报 ，２ ０ ０ ８ （ ０ ２ ） 单孔 注浆 量在实 际施 工中要根 据各 孔的实 际情况 灵活掌 握 ， 但实 ［ ７ 】 崔立 志， 卢士超 ， 卢江． 锚喷、 锚索、 壁后 注浆联合支护在松软岩层 大 际最大以不超过 １ ． ５ ｍ 为宜 。 断面 硐 室的应用［ Ｊ 】 ． 煤炭工程 ， ｅ ｏ ｏ ｓ Ｏ ０ ）
浆参数的的优化 ， 极 大的改变底板 围岩的力学性质 ， 改善岩石本身的强度 ， 同时运用底板锚罔索复合强化技 术 ， 使加 固后底 板的抗地压特 性、隔水特 性提 高， 以避免巷道底 鼓的发生 ， 减少了 维修、 返修 工作的数量。
【 关键词 ｌ 大断面； 底板锚注； 硐室群 ； 加固 技 术 为了解决在巷道 矿压对 大断面 硐室群 影响下所 产生的底板 围岩 变 形压 力， 下面 的某一 个煤矿为研 究对 象， 采用底板 锚注加 固技术使大 断 面 硐室底板加 固后的抗地 压特性、 隔水特性显著改善 ， 保证 了硐 室的长
探究大断面硐室群底板锚注加固关键技术及其应用
高志勇
１ ． 太原理工大学矿业工程学 院 山 西太原 ０ ３ ０ ０ ２ ４ ２ ． 山西联 盛能源投资有 限公司 山西吕梁 ０ ３ ３ ０ ０ ０
水泥与速 凝剂 的比例应根 据现场 实际情 况随 时调 整， 一般 宜控 制 【 摘 要ｌ在大断面硐室巷 道矿山 压 力的影响 遇到水后开始膨胀 、 ０ ． ０ ０ ８ ￣０ ． ０ ３ ） 。 混合料 的水灰比应控制为０ － ８ ： ｌ 。 底 臌现 象明显， 基地经常需 要 起底维修， 工程量浩大， 但是效果却不 明显， 为 在ｈ （ 注浆施 工程序如下 图所示 ： 了 从 根本上解决这一问题 ， 试 图提高围岩松 动圈的自 承 载能力和承 载能力， 可 以有效对抗 底板 圈岩变形压 力， 在此 基础上 ， 通过注浆材料 的研 制和注
１ ． 巷道底板特征分析
１ ． １ 工程概 况 该 大 断面 硐室 群位于２ ｌ 区皮 带下 山皮 带机尾 ， 硐 室位于皮带 巷两 侧， 每侧２ 个硐室 ， 硐室断面为直墙半 圆拱 型 ， 砌 碹支护后净 规格 ： 净宽 ６ ． Ｏ ｍ， 净高５ ． ５ ｍ， 直墙 高２ ． ５ ｍ。 １ ． ２ 巷道底板特征 通 过 地 质技 术资料 和现 场调 察分 析硐 室中心前 、 后 各２ ０ ｍ， 其中 ４ ０ ｍ巷 道深 部裂 隙发 育强大， 造成 底板 的松 散破碎 程 度严重 ， 巷 道底 臌、 地 裂现 象亦会随之产生 ， 严重影 响硐 室的稳定性 。
２ ， 巷道 底板 加 固技 术 ２ ． １ 巷 道底板注浆加 固机理 底板 注浆加 固是利用 浆液充 填围岩的裂 隙， 将 破碎 的岩体 固结起 来， 改善 围岩结 构 ， 强化 围岩的强度和 改善其 力学 性能 ， 提高锚 杆的锚 固力， 从而 增加 围岩 的 自 身承 载能 力， 保持 围岩稳 定性 。 底 板注浆 能提 高巷道 围岩弱面的强度 和变形模 量、 充填 严密裂隙 、 封 闭水 源、 隔绝空
Байду номын сангаас
２ ． ３ 施工质 量要求 ①施 工时注 浆孔间排距 、 倾 角、 孔深等 参数应尽量符 合设 计要求 ， 气， 同时， 通过 注浆 可使 端锚 变成全 长锚 固， 将 多层组合拱联 成一个整 般 角度误差 不超 过 ５ 。 ， 间距误 差不超过 ０ ． ３ ｍ。 遇有特 殊情 况可由现 体， 形成稳 定的承载圈 ， 提高 了 锚 固力和底 板围岩结构的整体性 。 场技 术人员指导作适 当调 整。 ２ ． ２ 施 工工艺 ②内孔 段与ｋ ｂ ＊ Ｌ 段必须保持同轴同心。 ２ ． ２ ． １ 工艺流程 每 个孔钻 成后 均应 立即安 装锚 注锚杆 ， 首先 往锚 固封孔段 套装 上 剁底 至设计 巷高一底板挂 钢筋 网一打锚 杆 一打注 浆管 一注 浆一砌 快硬水 泥空心药卷 ， 蘸水 ３ －５ 秒后迅速 插入钻孔 中， 使锚注锚 杆挡环 贴 混凝 土地坪 紧到变 径台阶上 ， 之后用专 门的捣杆 将药卷捣 实 ， 使 之与孔壁 密接 ， 然 ２ ． ２ ． ２ 锚注钻孔 布置及参数 后戴上托盘 、 螺母和注 浆联接头 即告安装完毕 。 设 计采用 底板锚 注钻 孔 ， 钻 孔呈 矩 形布置 ， 每个 硐室 底 板布置３ ２ ３ ． 注 浆 加固 效果 及评 价 个 锚杆 孔 ． ８ 个注 浆孔 。 设计 锚杆 孔深 度２ ． ５ ｍ， 钻 孔数 １ ２ ８ 个， 纯 进尺 在锚注 加固后进行 了观测 ， 结果表 明， 底 板 围岩强度 明显提高 ， 岩 ３ ２ ０ ｍＩ 设 计注 浆孔深度为２ ． Ｏ ｍ， 钻孔数 ３ ２ 个， 纯 进尺６ ４ ｍｌ 钻孔总长度 层坚 固性系 数ｆ 值 由２ 提 高Ｎ ３ ～ ４ 。 根据 观测 底板 变形 量仅在 ２ ０ ｍｍ左 ３ ８ ４ ｍ， 钻 孔总数为ｌ ６ Ｏ 个。 右， 有效 的控制 了底 板变形。 采用这种加 固方式节省大 量人力和财 力。 注 浆材 料 选用 ４ ２ ５ ＃高标 水 泥， 水泥 液浆 中加入一定 比例 的速凝 改善了围岩的 力学 性能 ， 提高 了岩 体 自 身 的强度 ， 确 保了硐室长 期正常 剂， 以加 速注浆 液的快 速凝 固， 提高固结体 强度， 保证注 浆效果 持久可 使用。 靠。 参 考文 献 设 计显效加 固厚度平均值约 为３ ． Ｏ ｍ， 围岩综合 开 口 裂 隙率按 １ ２ ％ ｏ …余贵军． 高应力大断 面硐室破 裂岩体 加 固支护技术 研究［ Ｊ 】 ． 煤 炭工 计算， 充填 系数取８ ０ ％， 浆 液损耗 系数 按 １ ． ２ ， 则水 泥每ｍ耗 用量约 为 程 ， ２ Ｏ ｌ ３ （ ０ ６ ） ． １ ． ９ ５ ｍ’ ， 整个加 固段约需 耗用水泥ｌ ７ ６ ｔ 。 【 ２ 】 张玉江， 邱守强， 王金刚． 高应 力 软岩硐室加 固 技 术及应用［ Ｊ 】 ． 煤炭工 ２ ． ２ ． ３ 注 浆参数设计 程． ２ ０ １ ３ （ ０ ６ ） ． 锚 注锚杆 的承 载能 力与注 浆压 力有直接 关系 ， 锚 杆的承 载能 力随 【 ５ 】 林惠立， 石永奎． 深部构造 复杂区大断面硐室群 困岩穗 模拟 分析 注 浆压力增大而增大 ， 这是 由于高压浆液渗透 到周围地 层或 高压在 钻孔 ［ Ｊ ］ ． 煤 炭学报 ， ２ ０ １ Ｉ （ １ ０ ） ． 周 围形 成径 向压 力， 提高 了锚 固体表面的粘 结摩擦 阻力 （ 抗拔 力） 的缘 【 ４ 】 康 红普， 林 健， 杨景贺， 昊拥 政 ， 高富强． 松 软破碎硐 室群 围岩应 力分 故。 但锚杆的承 载能力随注 浆压力的增大不是无限 的。 一股 而言当注 浆 布及综合加固技术［ Ｊ 】 ． 岩土工程学报 ， ２ ０ １ ｔ （ ０ ５ ） 压 力超 ｊ ￣ ． ４ ＭＰ ａ 时， 注 浆压 力的提 高对锚注锚 杆的承载 能力增大的影 响 【 ５ 】 谢文兵， 荆升国， 王涛， 任有奎， 张农 ． ｕ 型钢 支架结构稳定性及其控制 将 是微 不足道 的， 本设计 选定注浆压力为１ ． ５ － ２ ． ５ ＭＰ ａ 。 技术［ Ｊ 】 ． 岩石力学与工程学报 ， ２ ０ １ ０ （ ｓ ２ ） 实 际施 工时通 过调 整浆液 的渗透性 和注 浆终压 ， 保证实 际有效扩 【 ６ 】 何满潮， 李国 峰， 任爱武， 杨军． 深部软岩巷道立体 交叉硐室群稳定性 散半径 不小于２ ． Ｏ ｍ。 分析［ Ｊ ］ 冲 国矿业大学学报 ，２ ０ ０ ８ （ ０ ２ ） 单孔 注浆 量在实 际施 工中要根 据各 孔的实 际情况 灵活掌 握 ， 但实 ［ ７ 】 崔立 志， 卢士超 ， 卢江． 锚喷、 锚索、 壁后 注浆联合支护在松软岩层 大 际最大以不超过 １ ． ５ ｍ 为宜 。 断面 硐 室的应用［ Ｊ 】 ． 煤炭工程 ， ｅ ｏ ｏ ｓ Ｏ ０ ）
浆参数的的优化 ， 极 大的改变底板 围岩的力学性质 ， 改善岩石本身的强度 ， 同时运用底板锚罔索复合强化技 术 ， 使加 固后底 板的抗地压特 性、隔水特 性提 高， 以避免巷道底 鼓的发生 ， 减少了 维修、 返修 工作的数量。
【 关键词 ｌ 大断面； 底板锚注； 硐室群 ； 加固 技 术 为了解决在巷道 矿压对 大断面 硐室群 影响下所 产生的底板 围岩 变 形压 力， 下面 的某一 个煤矿为研 究对 象， 采用底板 锚注加 固技术使大 断 面 硐室底板加 固后的抗地 压特性、 隔水特性显著改善 ， 保证 了硐 室的长
探究大断面硐室群底板锚注加固关键技术及其应用
高志勇
１ ． 太原理工大学矿业工程学 院 山 西太原 ０ ３ ０ ０ ２ ４ ２ ． 山西联 盛能源投资有 限公司 山西吕梁 ０ ３ ３ ０ ０ ０
水泥与速 凝剂 的比例应根 据现场 实际情 况随 时调 整， 一般 宜控 制 【 摘 要ｌ在大断面硐室巷 道矿山 压 力的影响 遇到水后开始膨胀 、 ０ ． ０ ０ ８ ￣０ ． ０ ３ ） 。 混合料 的水灰比应控制为０ － ８ ： ｌ 。 底 臌现 象明显， 基地经常需 要 起底维修， 工程量浩大， 但是效果却不 明显， 为 在ｈ （ 注浆施 工程序如下 图所示 ： 了 从 根本上解决这一问题 ， 试 图提高围岩松 动圈的自 承 载能力和承 载能力， 可 以有效对抗 底板 圈岩变形压 力， 在此 基础上 ， 通过注浆材料 的研 制和注