大断面硐室锚注复合加固技术研究

１ 工程概 况
① 高强锚 杆 ： 长 度２ ２ ５ ０ ｍ ｒ ｎ ， 间排距 ７ ０ ０ Ｘ ７ ０ ０ ｍ ｍ； ２ 层
高强锚杆 ： 长度２ ６ ０ ０ ｍ ｍ， 间排距７ ０ ０ × ７ ０ ０ ｉ ｎ ｏ ｔ 。 ②顶帮注浆锚杆 ： 顶、 帮的注浆锚杆规格为ｑ ｂ ２ ０ × ２ ０ ０ ０ 义煤集团常村煤矿２ １ 区机尾硐室断面为直墙半 圆拱 ｍ， 采用１ ／ ２ ” 黑铁管制作 ， 壁厚４ ｍ ｍ， 杆体上顺序钻有 ｑ ｂ ６ 型， 净宽６ ． ８ ｍ， 直墙高２ ． ５ ｍ， 净高为５ ． ９ ｍ。 硐室围岩主要为 ｍ ｍ注浆孔 ， 封孔采用快硬水泥药卷 。 巷道全断面布置注浆 炭质泥岩 ， 硬度系数伪 ２ ～ ３ ， 硐室投入使用后 ， 由于硐室断 ｍ 间排． 距１ ５ ０ ０ ×１ ５ ０ ０ ｍ ｍ。 面大且围岩塑性变形较大 ， 在矿山压力 的影响下 ， 硐室变 锚杆 ， ③底角注浆锚杆 ： 底角注浆锚杆规格同顶部锚杆 ， 排距 形严重 ， 极易发生片帮及局部 冒顶现象 ， 支护较为困难 ， 时 ５ ０ ０ ｍ ｍ， 距离底板高不超过１ ０ ０ ｍ ｍ， 下扎角度３ ０ 。 ～ ４ ５ 。 。 常需要扩修 ， 严重影 响硐室的使用 。 因此 ， 为 了从根本上解 １ 决该问题 ， 保证２ ｌ 区机尾硐室在整个服务过程中的安全 ， 从根本上改变复杂困难条件下大断面永久巷道支护难题 ， ④ 喷射混凝土 ： 初喷层厚度７ ０～ ８ ０ ｍ ｍ， 复喷层厚度 ５ ０ ～ ７ ０ ｍ ｍ， 配合 比为水泥： 黄砂 ： 片石１ ： ２ ： １ ． ５ 。 ． ２ 注浆参数 提高巷道支护效果 ， 在对硐室顶底板岩性 、 力学参数及 围 ３
陈兴隆
（ 河南能源义煤公司总工程师办公室 ， 河南 义马４ ７ ２ ３ ０ ０ ）
摘 要 ： 文章针 对常 村煤矿 ２ １ 区机尾硐 室在 回采动 压 的影响 下 ， 硐 室变形严 重 ， 难 以 支护 的难题 ， 提 出锚 注复 合加 固技 术 ，
针对锚 固加 固的机 理进行 了分 析 ， 对 工程 实践 中的 各项 支护参 数进 行 了详 细的 阐述 ， 通过 对施 工后 的硐 室 断面顶 底板 相对
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作者简介： 陈兴隆（ １ ９ ８ 一 ） ， 男， 河南遂平人， 硕士研究生， 从事生产技 对位移主要发生在施工完成后１ ～１ ５ ｄ 之内 ， 巷道顶底相对
术 管理 工作 。
第３ ３卷第 ２期
陈兴隆 ： 大断面硐 室锚注 复合加 固技术研究
１ ７ ５
图 １注浆施工工序图
两蕉相 对位移彘 一
５ 结
论
参考文献
：
①从对硐室进行锚注加固后 的效果可知 ， 锚注复合加
固技术提高了围岩承载能力 ， 使锚杆形成 的组合拱 的强度
［ １ ］ 毕善军， 谭小宁． 大断面硐室锚注修复加固技术叨． 矿山压力与 提高 ， 有效控制巷道变形 ， 延长 了硐室 的使用年限。 顶板管理， ２ ０ ０ ５ ， （ ４ ） ． ②针对软岩大断面硐室采用锚注复合支护形式 ， 锚杆
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１ Ｏ ｉ ｌ ｉ ２ １ ３ ｌ ４ ｌ
ｌ ６ ｌ ７ ｉ ８ １ ９ ２ ０ ２ １
时 间／ 天
图２顶底板相对位移量变化
兼作注浆管 ， 对 围岩进行 位移最大为８ ２ Ｉ Ｔ ｌ ｍ，两帮最大相对位移为８ ９ １ Ｔ Ｉ １ Ｔ Ｉ ， １ ８ ｄ 以后 在对 围岩起到锚固作用 的同时 ， 提高松动圈范围内围岩的强度及其稳定性。 逐渐趋 于稳定 ， 表明锚注复合加 固方式对硐室变形起到了 注浆 ， 良好的控制作用 ， 支护效果较好 。
２ ０． ８ ５ ０ ４ ０ 载能力的同时， 使锚杆形成 的组合拱的强度提高 ， 从而有 ３ ０． ９ ５ Ｏ ４ ５ 效控制巷道变形 ， 延长巷道使用年限。 ４ １ ． ０ ５ ０ ５ ０ ③从工程实践可知 ， 水对 围岩有 软化与腐蚀 的作用 ， 特别像炭质泥岩这种软岩 ， 遇水极易膨胀 ， 所 以， 注浆后 ， ３ ． ２ － ２ 注 浆量 通过浆液充填围岩裂隙 ， 有效 的阻断流水通道 ， 有效防止 由于围岩在岩性 ， 松动圈范围等方面存在差异 ， 所以 ， 围岩发 生严 重塑 性变 形 。 围岩在吸浆量上存在较大的差别 。 在注浆过程 中， 为保证 合理的单孑 Ｌ 注浆量 ， 根据近几年注浆实践经验 ， 在常村煤 ３ 锚注支护参数及工艺 矿受动压影响的巷道 中注浆 ， 实际注入量以每孔取３ ～ ５ 袋 结合常村煤矿２ １ 区机尾硐室 的围岩特性 ， 经方案对 比 水泥 （ 每袋水泥５ ０ ｋ ｇ ）的水泥浆液为宜。注浆压力应 以 分析 ， 确定对硐 室采用支护结构型式为二次支护 ， 先进行 １ ． ５～ ２ ． ５ Ｍ Ｐ ａ 为准 ， 最大注浆压力可为３ Ｍ Ｐ ａ （ 主要 考虑底 锚网喷一次支护 ， 二次支护为锚注 ， 从而形成复合加 固结 角注浆锚杆 ） ， 单孔注浆时间取２ ０ ～ ３ ０ ｍ ｉ ｎ 为宜 （ 注浆施工
构。
工 艺 流程 如 图１ 所示 ） 。
３ ． １ 主要支护参数
支护所用的材料主要包括 ： 高强锚杆 、 内注浆锚杆 、 钢 丝绳 、 树脂锚 固剂 、 空心快硬水泥药卷 、 水泥 、 喷射用混凝
土等 。
４ 矿压观测分析
为检验硐室采取锚注复合加 固后 的效果 ， 对硐 室断面
顶底板相对位移观测 ， 在观测前 ， 采用采用 双“ 十字交叉” 布置测点 ， 观测结果见图２ 所示 ， 由结果可知 ： 巷道 断面相
． ２ ． １ 注浆 材 料 岩松动圈的影响范围进行测试的基础上 ， 提 出锚注复合加 ３ 注浆材料 的科学选择是注浆技术中不可分割的部分 ， 固技术 。
２ 加 固机理 分析
浆液 的可注性及其凝结后 的力学性能 ， 是决定注浆效果 的
关键 因素。 在实践 中， 通常采用普通硅酸盐水 泥加水玻璃 浆液 。 水泥选用４ ２ ５ 或５ ２ ５ ＃ 的普通硅酸盐水泥 ， 水玻璃浓度 ①锚 网索注浆复合加 固技术综合 了锚杆加固及注浆 ５ Ｂ ｅ 、 用量为水泥重量的３ ％～ ５ ％。 浆液 的水灰 比一 加 固优点 ， 与传统锚 喷技术相 比， 其 浆液能够充填至围岩 应为４ ． ７ ： １ ～ｌ ： １ 。 详细浆液配 比如表１ 所示 。 裂 隙中， 明显改变巷道 围岩 的力学性质 ， 使破碎围岩胶结 般为０ 表 １ 水 泥 单液 浆 配制 表 成一个整体 ， 提高松动圈范围内围岩的强度及其稳定性 。 ② 由于在锚 注加 固体系 中， 通过注浆可以使锚杆 杆 序号 水灰 比 水泥（ ｋ ｇ ）水 （ ｋ ｇ ） 体、 钻孔及围岩岩体之间的空 隙全部充填 ， 提高 了围岩承 ｌ ０． ７ ５ Ｏ ３ ５
位移进 行观 测 ， 可知锚 注复合加 固方式对硐 室 变形起 到 了良好的控 制作 用 ， 支护效 果较好 。 关键 词： 硐室； 支护 ； 锚 注； 加固； 观 测
中 图分 类号 ： Ｔ Ｄ ３ ５ ３
文献标识码： Ａ
文 章 编号 ： １ ０ ０ ６ — ８ ９ ３ ７（ ２ ０ ｉ ４ ） ２ — ０ １ ７ ４ — ０ ２
第３ ３ 卷第 ２期
Ｖ ｏ Ｉ ＿ ３ ３ Ｎ ｏ ． ２
企 业 技 术 开 发
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２ ０ １ ４年 １ 月
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大 断 面硐 室锚 注复合加 固技 术研 究