２０１３年第３８卷第４期 Ｖ０１．３８ Ｎｏ．４ ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１６７２—９９４３．２０１３．０４．０２９ 能源技术与管理 Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ７５ 壁后注浆技术在深地层、高地压井巷工程中的应用 高陆军，王［摘辉 （平煤神马建工集团建井一处，河南平顶山４６７００） 要］结合目前在深部地层、高地压井巷工程中的支护现状，提出壁后注浆支护技术。通 过介绍壁后注浆技术原理，结合现场施工情况，对壁后注浆技术进行了技术上的分 析研究，并进行了经济效益对比，对壁后注浆技术的大范围推广起到一定的作用。 ［关键词］深地层；高地压；壁后注浆；巷修；井巷工程 ［中图分类号］ＴＤ２６５．４ １［文献标识码］Ｂ［文章编号］１６７２＿９９４３（２Ｏ１３）０４ ｏ７５ ２ 能，同时提高了围岩自身的承载能力和巷道支护 的稳定状况。 １ 工程概况 平煤六矿三水平戊组石门大巷距地面深度为 ９６０ ｍ，戊组石门大巷为半圆拱型断面。已掘巷道 长度为１６０ ｍ，高度４ ８００ ｍｍ，宽度６ ７００ Ｉｌｌｍ，设 （２）壁后注浆加固的目的。通过注浆施工，在 巷道周围形成稳定的承压组合拱，提高巷道的稳 定性，防止巷道的变形破坏，保证矿井深部巷道的 计支护形式为锚网喷＋锚索支护，锚杆采用型号为 ２２ｘ２ ８００ ｍｍ高强树脂锚杆，间排距７００ ｍｍＸ ７００ ｍｍ，锚索为 １７．８ｘ１２ ０００ ｍｍ的钢绞线，间 排距为１ ４００ ｍｍｘ１ ４００ ｍｍ，喷浆厚度１５０ ｍｍ。 三水平戊组石门大巷大部分巷道穿砂质泥 岩，砂质泥岩岩层厚度ｌ１．２ ｍ。三水平戊组石门大 巷掘至１６０ ｍ停头位置时距戊。煤层顶板５ ｍ。 戊组西翼总回风在戊组石门大巷顶板，与戊组石 门大巷斜交穿过，两巷净岩柱１０ ｍ，由于该水平 埋藏深地压较大，加上顶底板均处于戊组煤层顶 支护质量，提高巷道的服务年限，进一步降低巷道 翻修率和支护成本，更好地促进煤矿建设的快速 发展。 ３壁后注浆加固方案 （１）注浆设备选用２ＺＢＱ一１ １．５／３型煤矿用气 动注浆泵，用ＹＴ一２８风钻造孔，孔深２．５ ｍ、４ ｍ， 顶帮全封闭均匀布孔，注浆孔间排距１．５ ｍ，深、浅 孔“三花”型间隔布置，注浆孔内安设注浆管注浆。 浅孔注浆管采用 ２５．４ｘｌ ０００ ｍｍ的镀锌管，深 板砂质泥岩或泥岩中，岩层整体性差，裂隙发育， 再加上巷道跨度大，压力显现明显，施工后均出现 帮顶裂缝、脱皮、掉块、底板鼓起现象，特别是受上 部戊组西翼总回风巷的影响，该巷道帮顶出现裂 缝、脱皮、掉块、底板鼓起更加严重。根据巷道顶 底板位移的观测数据，该巷道最大变形位移量为 ｌ １００ ｍｍ，平均变形位移量为８００ ｍｍ。 三水平戊组石门大巷在掘完后不足３个月的 孔注浆管采用３ ０００ ＩＴＩＩＴＩ长的注浆管，由 ２５．４ｘ ｌ ０００ ｍｍ的镀锌管出浆端焊接 １５ｘ２ ０００ ｆｉｌｍ 焊管构成， １５ ｍｍ焊管四周按３００ ｍｍ间距对 称开 ６ ｍｍ圆孔。 ２５．４ ｍｍ注浆管全长加工成 鱼鳞扣，进浆端加工丝扣，装上 ２５．４ ｍｍ的球阀 以控制孔内浆液。 （２）壁后注浆以水泥单液浆为主，水泥采用 Ｐ．０４２．５级新鲜普通硅酸盐水泥。封口或局部漏浆 严重时采用水泥一水玻璃双液浆液，水玻璃采用 Ｍ＝２．４－３．２、Ｐ＝３５￣４５Ｂｅ碱性水玻璃。 时间内，由于巷道严重变形，影响使用，大巷进行 了一次整修，全断面重新扩帮挑顶、打锚杆喷浆。 ２壁后注浆加固原理与目的 （１）壁后注浆加固原理。浆液在注浆泵的压 力下，沿着岩层的裂隙及软弱破碎岩层扩散并沉 淀，沉淀的浆液对破碎的围岩起胶结作用，增加了 破碎岩层的接触力，避免了围岩的离层现象，提高 了围岩的抗剪、抗压强度，改善了围岩的力学性 （３）注浆比例参数选择。采用水泥单液浆：开 注水泥浆液水灰比为１：ｌ；封孔水泥浆液水灰比 为０．８：１ 封口或局部漏浆严重时水泥、水玻璃双液注 浆：封孔水泥与水玻璃体积比为１：０．５ （４）注浆终孔压力不超过３ ＭＰａ，巷道底角 注浆压力要略高于巷道顶板和帮部注浆压力，一 ７６ 高陆军，等壁后注浆技术在深地层、高地压井巷工程中的应用 ２０１３年８月 Ｆｅｂ．，２０１３ 般以不对巷道造成新的破坏为原则。 过３０ ｍｍ，平均位移为１５ ｍｍ，且巷道没有出现 ４壁后注浆施工工艺 施工工艺：施工准备一钻孔一安装注浆管一 开泵注浆 观察注浆情况—停止注浆一关闭注浆 导管阀门一拆除注浆泵与导管连接装置一清洗设 备。 施工措施：先采用钻机按照设计沿巷道断面 轮廓线打注浆孔，安装注浆管，并封好孔；注浆工 作必须连续进行，注浆过程中，要观察好浆液吸人 情况，待吸浆量明显减少时，压力稳定在２ ＭＰａ 以上２０ ｒａｉｎ，停止注浆；注浆压力没有达到设计 压力，压力不再上升，此时要暂停注浆，约１～２ ｈ 以后，再次注浆，如压力仍不上升，要停止注浆，并 封孔后换孔注浆；当注浆压力达到注浆终压时，要 裂缝、脱皮、掉块等来压现象。 通过实际施工结算对比，三水平戊组石门大 巷按锚网喷方案巷修时，共投入资金３８．９４万元。 其中直接工程费为２６．９万元；而壁后注浆施工投 入资金为３２．１万元，其中直接工程费为２０－３万 元。通过对比可以看出，壁后注浆支护在经济效益 上节约了资金。同时，三水平戊组石门大巷在巷修 时，共投入工期５０ ｄ，由于巷修处大巷轨道运输 被中断，大巷里段工作面无法施工，影响了工程施 工工期，且按锚网喷方案巷修，巷道一般会出现反 复来压，复修现象比较普遍。而壁后注浆施工在不 影响大巷轨道运输，不影响里段工作面掘进的同 时，可平行作业，人员投入少，巷修见效快，经济效 益一目了然。 先关闭闸阀，确保不漏浆不漏气后方可卸注浆泵 的压力；在停止注浆之前，立即关闭注浆管上的阀 门，拆除注浆泵与导管连接装置，对注浆泵及注浆 管路注入清水５ ｍｉｎ，将注浆泵及注浆管路冲洗 干净；为保证注浆效果，应在巷道围岩充分变形， 并趋于稳定后开始实施注浆加固；注浆加固深度 ６结论 随着煤矿开采深度越来越深，深地层、高地压 下的井巷工程支护所面临的难度越来越大，巷修 工程量也越来越大。平煤六矿三水平戊组石门大 巷的壁后注浆加固支护取得了显著的效果，现在， 壁后注浆加固技术在平煤六矿三水平工程中已全 面推广，此项技术的推广，有效地减少了巷修工程 量，节约了大量资金，降低了施工成本，为井巷工 程的施工积累了宝贵经验。 ［作者简介］ 应略超过围岩裂隙发育的深度；每组注浆孔的施 工顺序：沿巷道底板由低向高，从下向上，先底角， 再两帮，最后是顶板的顺序注浆。 ５壁后注浆支护效果与经济效益比较 三水平戊组石门大巷采用壁后注浆加固支护 后，巷道稳定性大大增强，根据巷道顶底板位移观 测点连续３个月的观测，巷道累计最大位移不超 高陆军（１９７３一），男，助理工程师，毕业于河南理工大 学采矿专业，从事煤矿建设管理工作。 ［收稿日期：２０１３—０３—２０］ （上接第７４页）力矩要符合要求，棚间的拉杆连 接要牢靠，对于钢棚与巷壁贴不实处必须用混凝 土灌注，喷浆全封闭。 道合格验收断面尺寸。 （３）施工中要控制岩爆药量、匹配好锚杆锚 索的“三径”、严把安装预紧力，可以从根本上改善 巷道矿压显现。 ７结论 （４）井巷工程施工中，应充分考虑和利用矿山 的岩矿地质条件，特别对于矿山开采中重要的巷 道和服务寿命长的巷道工程，需尽可能布置在稳 定岩层中，应尽力减少或避免由应力释放引起的 巷道破坏，减少巷道支护成本。 ［作者简介］ （１）优化后的锚网喷＋锚索＋３６ Ｕ金属支架 ＋喷浆支护新技术，在夏店矿回风石门岩巷实施 后，对巷道进行１Ｏ个月的应用和观测数据统计， 两帮最大收敛量５５ ｍｍ，只达到设计断面的 １．１％，顶板下沉３０ ｍｍ，底鼓６０ ｍｍ，分别达到设 计的０．７３％和１．５％，达到了预期支护效果。 刘新杰（１９７４一），男，工程师，硕士研究生，毕业于重庆 （２）通过实测巷道受压变形数据分析和计 算，优化增大巷道的掘进断面尺寸，留足巷道受高 应力、超厚软岩体自身膨胀的变形量，可以确保巷 大学项目管理专业，现为中国平煤神马集团夏店矿筹建处 副主任 ［收稿Ｅｌ期：２０１３—０２—０５］
