CN101864967A - 高地压软岩巷道分层次注浆强化加固方法 - Google Patents

高地压软岩巷道分层次注浆强化加固方法 Download PDF

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张农
张念超
梁国栋
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Abstract

一种高地压软岩巷道分层次注浆强化加固方法，针对高地压软岩巷道围岩的变形破坏与裂隙分布规律，采用浅层与深层分层次注浆方式，实现巷道围岩的浅层与深层分层次有重点的注浆强化加固。先对巷道浅层裂隙发育区进行浅孔低压注浆，而后再对深层岩体进行深孔高压注浆，先施工浅孔注浆，其注浆压力小，浆液很少扩散至深部，这时深部的裂隙等注浆通道保存完好，不会阻塞，深部注浆时采用容易扩散和渗透能力强的双组份化学浆液马丽散，在先期浅部注浆已形成的止浆屏蔽壳的基础上，可以实现深部高压力注浆，从而提高深部注浆时浆液分布的密实度和扩散均匀性，并有效提高了深部注浆对围岩的强化效果。其方法简单、易施工。

Description

高地压软岩巷道分层次注浆强化加固方法
技术领域
本发明涉及矿井巷道注浆加固方法，尤其是一种适用煤矿高地压软岩巷道的分层次注浆强化加固方法。
背景技术
随着资源需求量的不断增加，国内许多矿井都陆续进入深部开采状态。矿井进入深部开采后，巷道围岩呈现出地应力加大，变形破坏加剧，维护困难等控制特征，给实际巷道施工安全带来很大的威胁和隐患。围岩注浆加固技术可将松散破碎的围岩胶结成整体，提高岩体强度，使围岩本身成为支护结构的一部分，而且注浆加固施工方便，成本低廉，成为煤矿广泛采用的一种围岩加固方法。对于高地压软岩巷道而言，往往浅部围岩破坏严重，裂隙发育程度高，而围岩深部裂隙发育相对较少。现有注浆加固技术，往往采用一次注浆，由于注浆压力小，浆液仅在浅层裂隙发育区扩散，注浆深度不够；如果注浆压力大，则容易造成浅层裂隙发育区抵抗不住，发生大量跑浆，窜浆，漏浆现象，实际的注浆压力无法升高，注浆量少，注浆效果不好。为了改善注浆效果，不少矿区提出了二次注浆方法，但是二次注浆多采用原注浆管进行二次高压复注，由于经过第一次注浆，注浆孔附近已有的裂隙被第一次注浆浆液封闭阻塞，压力很快上升，二次注浆量少，效果不好，容易跑浆，封堵困难；二次注浆如果采用重新打注浆孔，由于注浆孔深度和第一次的深度一样，虽然注浆条件有所改善，但是同样存在高压注浆时容易跑浆或注浆量过少的弊端。
发明内容
技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足，提供一种方法简单、易施工、效果好的高地压软岩巷道分层次注浆强化加固方法。
技术方案：本发明的高地压软岩巷道分层次注浆强化加固方法：
(1)紧跟巷道掘进迎头，在巷道顶板和两帮分别间隔安装浅孔注浆管和深孔注浆管；
(2)浅孔注浆管和深孔注浆管安装完毕后，进行巷道表面喷浆，形成巷道表面喷浆层，封闭巷道表面岩体；
(3)在巷道表面喷浆层凝结后，滞后巷道掘进迎头约8～10m处，先通过各浅孔注浆管对巷道浅层破碎围岩注浆，注浆的顺序为从巷道底部的浅孔注浆管向巷道顶部的浅孔注浆管依次进行，当注浆压力达到约1.5MPa或发生大量跑浆时，停止注浆；
(4)在注入巷道浅层破碎围岩的浆液终凝后，再通过深孔注浆管对巷道深部加固区进行注浆，注浆的顺序为从巷道底部的深孔注浆管向巷道顶部的深孔注浆管依次进行，当注浆压力达到约4.0MPa或发生大量跑浆时，停止注浆，完成一段高地压软岩巷道分层次注浆；
(5)、随掘进工作面的向前推进，重复上述步骤(1)～(4)，进行下一循环作业，直至完成对整条高地压软岩巷道的分层次注浆。
所述进行巷道表面喷浆的层厚度约为120mm；对巷道浅层破碎围岩注浆的材料采用硫铝酸盐速凝水泥浆液；对巷道深部加固区进行注浆的材料采用双组份化学浆液马丽散。
有益效果：本发明针对巷道围岩的变形破坏与裂隙分布规律，利用长短注浆管，采用浅层与深层分层次注浆方式，实现巷道围岩浅层与深层分层次有重点的注浆强化加固。首先是对巷道浅层裂隙发育区进行低压浅孔注浆，由于注浆孔密集布置，同时采用快速凝结的硫铝酸盐水泥浆液，这样既胶结浅部的松散破碎区围岩，同时封闭浅部裂隙通道，形成密实的止浆屏蔽壳，防止深部注浆时高压浆液的外泄；对于深部岩体，采用深孔高压注浆，由于先期的浅层围岩注浆时压力小，浆液很少扩散至深部，这时深部的裂隙等注浆通道保存完好，并不会阻塞，而且深部注浆采用容易扩散和渗透能力强的双组份化学浆液马丽散，由于先期在巷道围岩的浅部注浆已形成了止浆屏蔽壳，深部注浆可以达到很高的压力，从而提高深部注浆时浆液分布的密实度和扩散均匀性，提高深部注浆对围岩的强化效果。分层次注浆强化加固技术可以充分利用浅层注浆和深层注浆的空间上的分层性和时间上的分步性，发挥各自的优点，提高注浆加固的效用，较当前单一或二次巷道注浆方式更能保障施工安全，适用于煤矿、冶金矿山、国防等工程高地压软岩巷道围岩的强化加固。
附图说明
附图是本发明的高地压软岩巷道分层次注浆强化加固方法示意图。
图中：1-原岩区；2-深部加固区；3-浅层破碎围岩；4-表面喷浆层；5-巷道；6-浅孔注浆管；7-深孔注浆管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述：
(1)紧跟巷道5掘进迎头，在巷道5顶板和两帮安装长度约为3m、间排距约为4.0×4.0m的深孔注浆管7和长度约为0.8m、间排距约为1.5m×1.5m的浅孔注浆管6，安装完毕后要及时封口，防止巷道表面喷浆堵塞管口；
(2)浅孔注浆管6和深孔注浆管7安装完毕后，对巷道5表面进行喷浆封闭，形成巷道表面喷浆层4，封闭巷道表面岩体，喷浆要求均匀，密实，喷浆层厚度为120mm，喷浆一次达不到要求者，可复喷，防止巷道5注浆时漏浆液；
(3)在巷道表面喷浆层4凝结后，滞后巷道迎头约8～10m处，先通过各浅孔注浆管6对巷道浅层破碎围岩3注浆，巷道浅层破碎围岩3注浆的材料采用硫铝酸盐速凝水泥浆液，注浆的顺序为从巷道底部的浅孔注浆管6向巷道顶部的浅孔注浆管6依次进行，当注浆压力达到约1.5MPa或发生大量跑浆时，停止注浆；
(4)在注入巷道浅层破碎围岩3的浆液终凝形成强度后，再通过深孔注浆管7对巷道原岩区1以内的深部加固区2进行注浆，注浆材料采用双组份化学浆液马丽散，注浆的顺序为从巷道底部的深孔注浆管7向巷道顶部的深孔注浆管7依次进行，当注浆压力达到约4.0MPa或发生大量跑浆时，停止注浆，完成一段高地压软岩巷道的分层次注浆；
(5)、随掘进工作面的向前推进，重复上述步骤(1)～(4)，进行下一循环作业，直至完成对整条巷道待加固地带的高地压软岩巷道分层注浆加固。

Claims (4)

1.一种高地压软岩巷道分层次注浆强化加固方法，其特征在于：
(1)紧跟巷道(5)掘进迎头，在巷道(5)顶板和两帮分别间隔安装浅孔注浆管(6)和深孔注浆管(7)；
(2)浅孔注浆管(6)和深孔注浆管(7)安装完毕后，进行巷道表面喷浆，形成巷道表面喷浆层(4)，封闭巷道表面岩体；
(3)在巷道表面喷浆层(4)凝结后，滞后巷道掘进迎头约8～10m处，先通过各浅孔注浆管(6)对巷道浅层破碎围岩(3)注浆，注浆的顺序为从巷道底部的浅孔注浆管(6)向巷道顶部的浅孔注浆管(6)依次进行，当注浆压力达到约1.5MPa或发生大量跑浆时，停止注浆；
(4)在注入巷道浅层破碎围岩(3)的浆液终凝后，再通过深孔注浆管(7)对巷道深部加固区(2)进行注浆，注浆的顺序为从巷道底部的深孔注浆管(7)向巷道顶部的深孔注浆管(7)依次进行，当注浆压力达到约4.0MPa或发生大量跑浆时，停止注浆，完成一段高地压软岩巷道分层次的注浆；
(5)、随掘进工作面的向前推进，重复上述步骤(1)～(4)，进行下一循环作业，直至完成对整条高地压软岩巷道的分层次注浆。
2.根据权利要求1所述的高地压软岩巷道分层次注浆强化加固方法，其特征在于：所述进行巷道表面喷浆的层厚度约为120mm。
3.根据权利要求1所述的高地压软岩巷道分层次注浆强化加固方法，其特征在于：对巷道浅层破碎围岩(3)注浆的材料采用硫铝酸盐速凝水泥浆液。
4.根据权利要求1所述的高地压软岩巷道分层次注浆强化加固方法，其特征在于：对巷道深部加固区(2)进行注浆的材料采用双组份化学浆液马丽散。
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