风化基岩断层破碎带巷道注浆加固技术研究

煤　炭　科　技　２０１１年第２期　８　ＣＯＡＬ　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＭＡＧＡＺＩＮＥ　Ｎｏ．２　２０１１　文章编号：１００８—３７３１（２０１　１）０２—０００８—０２　风化基岩断层破碎带巷道注浆加固技术研宄　张枫林，孙云飞　（皖北煤电集团百善煤矿，安徽淮北２３５１５４）　摘要：针对强风化基岩下断层破碎带巷道构造应力比较集中、围岩岩性风化严重、抗压强　度较低和局部淋滴水等特点，从安全、经济角度分析巷道相关支护参数，并得到成功应用。　关键词：风化基岩；断层破碎带；注浆加固　中图分类号：ＴＤ２６５．４　文献标志码：Ｂ　断层破碎带应力分布复杂，且容易形成较高的　２，水灰比为０．４５，速凝剂掺量为水泥重量的３％一　应力集中区，造成断层附近岩层极为破碎，加之强风　５％，水泥选用４２５号普通硅酸盐水泥，黄砂为中、粗　化岩体岩石工程力学特性与新基岩有较大的差异，　砂，喷浆厚度为５０　ｍｍ。　随着岩体岩石风化程度的提高，其抗压强度降幅较　１．２．２注浆扩散半径的选择　大，导致巷道掘进过程中极易片帮冒顶，掘进后变形　由于巷道风化严重，风化泥岩、砂岩泥化率较　严重，修护工程量较大。因此，风化软基岩下断层破　高，导水性差，注浆液的扩散半径直接影响到注浆效　碎带巷道加固技术一直是高应力软基岩支护技术研　果和注浆量的预算，为了得到准确的数据，确保施工　究的重点和难点。　设计的精确性，首先根据巷道岩石破碎情况及压力　皖北煤电集团百善煤矿６１２１工作面位于该矿　情况施工几个注浆漏浆观测孔。施工中通过对几个　ｌ２采区北部，属于含水层下开采面，整个风巷位于　观测孔观测发现漏浆地点距注浆孔Ｏ．５—４．０　ｍ，根　风氧化带下界，上覆基岩较薄。工作面中部位于构造　据该段岩层岩性和破碎程度综合分析取浆液扩散半　断裂带中，断层附近煤层顶底板连续性及煤层稳定　径为２．０　ＩＴＩ。　性遭受严重破坏，决定施工改造风巷和跳压切眼，实　１．３注浆设计　行跳压开采。由于需改造的风巷穿过该断裂构造带，　１．３．１注浆孔设计　为了确保工作面里段安全回采，迫切需要安全、经　喷浆结束后进行注浆。考虑注水泥浆浆液扩散　济、有效的加固技术加固该段巷道。　半径０．５～４．０ｍ，该巷道每隔３　ｍ交替布置一组注　１　注浆加固　浆浅孔和深孔，每组顶板布置３个孔，两帮各布置１　１．１加固区域地质及水文地质情况　个孔，底板布置２个孔。设计每个浅孔孔深１　ｍ、深　改造风巷位于６煤及６煤顶板，靠近风氧化带　孔孔深２　ｍ。加固巷道１１４　ｍ，共施工７７组５３９个　下界，岩层倾角８～３０。，煤层顶板有１层厚０．２～　孔。　０．６　ｍ的灰一深灰色泥岩伪顶，致密，均一，性脆。直　１．３．２注浆压力　接顶板以细砂岩、粉砂岩为主，厚６．０—１２．５　ｍ。基　注浆压力是浆液在裂隙中流动、扩散、充塞的动　本顶以粗、中砂岩为主，局部地段含砾石，风化裂隙　力，注浆的压力综合反映了浆液在地下流动过程中　较发育。　阻力的大小。浅孔注浆压力１．５　ＭＰａ，深孔注浆压力　由于该巷道位于构造断裂中，岩石揉皱现象明　２．５　ＭＰａ，达到设计注浆压力并稳定达２　ｍｉｎ以上。　显，大部区域岩石风化，松散，破碎，压力较大。　１．３．３注浆材料　１．２喷、注浆施工参数　单液水泥浆的配制：使用４２５号普通硅酸盐水　１．２．１喷浆施工技术参数　泥制浆，加入０．０５％的三乙醇胺及０．５％氯化钠，形　锚喷巷道混凝土强度Ｃ２０，水泥、黄砂配比为１：　成速凝早强剂，必要时加注化学浆。单液水泥浆的配　２０１１年第２期　Ｎｏ．２　２０１１　煤　炭　科　技　９　ＣＯＡＬ　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＭＡＧＡＺＩＮＥ　文章编号：１００８—３７３１（２０１　１）０２一Ｏ００９—０３　建下近距离煤层条带开采煤柱稳定性研究　李旺　，程远伟　，邹永沼　（１．开滦集团蔚州矿业公司，河北张家口０７５７００；２．中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州２２１１１６）　摘要：在近距离煤层条带开采时，保留煤柱的稳定性，直接影响地表的沉陷变形，但影响　条带煤柱稳定性的因素更加复杂。基于崔家寨煤矿５煤和６煤两近距离建下煤层，采用理　论分析、数值模拟和现场实测的方法研究分析了不同煤柱宽度，不同对齐方式对煤柱稳定　性的影响，得出在上下煤柱对齐和下煤层留宽大于上煤层留宽时最有利于保留煤柱的稳定　性的结论。　关键词：近距离煤层；保留煤柱；对齐方式　中图分类号：ＴＤ３２５　文献标志码：Ａ　条带开采时，保留煤柱支撑上覆岩层的移动变　形，其稳定性直接影响到地表的沉陷变形［１－　。但在　近距离煤层条带开采时，影响保留煤柱稳定性的因　素更复杂。本文以崔家寨煤矿５煤和６煤两近距离　利于煤柱稳定的煤柱留设形式，为类似条件下的开　采设计提供科学依据。　１　工程概况　崔家寨煤矿位于河北蔚县矿区北部。矿井的地　质结构复杂，主采煤层为５煤和６煤，埋深２４０　ｍ，　建下煤层条带开采为背景，研究了不同对齐方式和　不同保留煤柱宽度对煤柱稳定性的影响，得到最有　制（重量比）为水：水泥＝１：１，配制水泥浆时，按设计配　合比，力求加料严格准确，并搅拌均匀。　１．３．４注浆浓度　里段已经回采完毕，注浆加固巷道状况良好，未出现　明显变形、底鼓迹象。　３结论　先稀后稠，结束时又略稀，使用水灰比为１．５：１。　注浆中若长时间不生压或跑浆严重时采取间歇式注　浆。　１．３．５注浆步骤　工程实例表明，注浆加固是强风化基岩下断层　破碎带巷道加固的有效方法之一。通过注浆液把周　围一定范围内的煤及风化岩石和断层破碎带固结为　一喷浆一验收合格后　先造浅孔一下注浆管－＋注　浆一造深孔＿÷下注浆管＿＋注浆。　１．３．６造孔及注浆管埋设　个整体，形成了支护壳体，提高了巷道的强度和刚　度，并且通过该方法有效地控制了巷道变形，降低了　巷道后期修护工程量，提高了效率，保证了工作面的　顺利安装及回采时的行人、通风和运输，对类似地质　条件下的巷道加固有较好的借鉴作用。　作者简介：张枫林（１９８２＿）男，重庆忠县人，２００６年毕　业于安徽理工大学资源与环境工程系，皖北煤电集团百善煤　矿助理工程师。　用风锤造孑Ｌ，孔径为４２　ｍｍ。注浆孔形成后，用　扫孔器吹净孔内煤岩，即可下人注浆管，外露长度不　超过５０　ｍｍ，采用锚固剂固管，固管后方可进行注　浆。注浆管均采用规格为　２６．９　ｍｍ×２．８　ｍｍ的普　通焊管。注浆管长度，深孔１．５　ｍ，浅孔０．６ｍ。　２加固效果分析　改造风巷按照设计方案施工完成以后，工作面　（收稿日期：２０１０一ｌｌ一３０）