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围岩注浆加固及底板组合锚索支护技术


龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 围岩注浆加固及底板组合锚索支护技术 作者:崔刚 来源:《中小企业管理与科技· 上旬刊》2013 年第 03 期 摘要:根据巷道围岩性质和巷道破坏原因分析,确定采用围岩注浆加固及底板组合锚索支 护技术对失修巷道进行治理,以解决西二采区主运输瓶颈问题,注浆与锚索联合整合了锚索支 护和注浆加固的优点,成为解决煤矿软岩巷道维护的有效方式。 关键词:软岩支护 注浆加固 底板组合锚索 1 概况 1.1 北翼运输大巷地质概况 六家煤矿北翼运输大巷处在煤层底板的岩层中,距 6-10 煤层 30~35m,岩性为灰黑色泥 岩,厚度 16m,节理发育,小块状、易脱落,遇水膨胀,地应力明显。 1.2 北翼运输大巷原支护状况 北翼运输大巷原设计为锚网喷支护,锚杆长 2000mm,锚网采用 8#铁丝菱形网,喷层厚度 150mm。在施工过程中为阻止变形,在锚喷巷道内套 400mm 厚料石碹,施工过程中料石碹又 被压坏,在料石碹基础上架设 11#工字钢加砼支护,砼厚度 400mm。2003 年,返修采用全断 面锚索支护,锚索规格为 φ15.247200mm,φ8 钢筋网,锚索间排距 800X800mm,现顶拱已全 部挂锚完毕。 2 北翼运输大巷围岩破坏原因 北翼运输大巷所处岩层的岩性以灰黑色泥岩为主,泥岩厚度 16m,受岩层纵横交错节理或 裂隙的切割,岩层呈小块状结构,遇水膨胀并发生泥化。大巷开挖后,周围岩体由三向受力变 为二向受力,围岩中进一步产生剪切裂缝,在应力的作用下,围岩向巷道空间收敛变形,形成 较大范围的围岩松动圈。 灰黑色泥岩的原始强度较低,其支护能力在超强的地应力面前有限,通过恢复和提高围岩 的自撑能力及承载能力,抵御深部围岩的压力,才能控制软岩巷道的变形。对此类软岩变形破 坏巷道,最有效治理手段之一便是注浆加固补强与锚索支护的复合支护体系。化学注浆加固技 术结合强力锚索支护技术是解决极松软破碎岩层巷道或硐室支护难题的有效方法。对于破碎、 节理裂隙发育的围岩,注浆法可在原位改善围岩的力学化学性能,提高其粘结力,提高岩体强 度,为锚索提供着力基础,使锚索对破碎围岩的锚固作用得以发挥,提高围岩的整体强度和自 身的承载能力。因此,采取锚索与注浆相结合的方法,提高支护效果。注浆与锚索加固围岩原 理如图 1 所示: 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn ■ 1-岩层;2-锚索;3-注浆加固圈;4-锚杆加固圈 图 1 注浆与锚索加固围岩原理示意图 3 北翼运输大巷加固总体方案 用化学浆对巷道围岩进行注浆加固,封堵表面裂隙,使巷道形成强韧性和抗剪切能力的拱 形圈。为了减少注浆加固成本,可在巷道表面围岩内加注化学浆,并对巷道围岩深部注水泥 浆,与巷道围岩浅部共同构成密实岩体,提高围岩的整体性和抗变形能力。 注浆与锚索联合加固的优点:①浆液能够改善岩石的物理力学性质,使破碎岩石块胶结成 一体,提高岩体的整体强度和稳定性。②浆液能与岩体及锚杆全面接触,将缝隙全部充填满, 从而调动围岩的承载能力。③注浆后,中断杆体与外界的联系,阻止锈蚀反应,保证锚固能力 和体系的稳定性。 4 化学注浆加固技术 煤岩体化学注浆加固是利用化学浆液填充和固结围岩的裂隙面,提高围岩整体强度,发挥 煤岩体承载能力,保持围岩稳定。浆液在注浆压力作用下被挤压或渗透到围岩纵横交错的裂隙 中并在一定时间内凝结固化,在松软破碎围岩内形成网络骨架结构。由于化学注浆固结体的强 度高于松软围岩体本身的强度,注浆后在围岩裂隙网络内所形成的网


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