錨注加固技術在高應力巷道修護中的應用實踐

摘要：隨著開采深度的增加,圍巖應力環境發生改變,巖體的結構特征和力學行為更加復雜,進而造成巷道圍巖穩定性控制與支護的難度加大、作業環境惡化,生產成本急劇增加。因此,高地應力巷道圍巖穩定問題是困擾礦山生產的主要問題之一。本文通過對錨注支護技術機理的分析，選擇合理的錨注參數，結合施工現場總結的經驗對錨注加固技術進行探討。

關鍵詞：錨注支護加固巷道修護

近年來國內煤礦試驗應用了一種注漿錨桿技術。它是利用錨桿兼作注漿管，實現錨注一體化。其實質是通過注漿改善巖體的物理力學性能,提高錨桿的支護效果。具體體現在:(1)采用注漿錨桿注漿,可以利用漿液封堵圍巖裂隙,隔絕空氣,防止圍巖風化,且能防止淋水和滲水,避免圍巖被水浸濕而降低圍巖的本身強度及造成的巷道變形。(2)注漿后漿液將松散破碎的圍巖膠結成整體,提高了巖體強度,實現利用圍巖本身作為支護結構的一部分,且與原巖形成一個整體,使巷道保持穩定而不易產生破壞;(3)注漿后使得噴層壁后充填密實,保證荷載能均勻地作用在噴層和支護上,避免出現應力集中點而首先破壞;(4)注漿后使作用在頂板上的壓力能有效地傳遞到兩幫,通過對幫的加固,又能把荷載傳遞到底板;同時由于組合拱厚度的加大,這樣又能減小作用在底板上的荷載集中度,從而減小底板巖石中的應力,減輕底臌;(5)注漿加固后能使普通端錨錨桿實現全長錨固,它們共同將多層組合拱連成一體,共同承載,提高了支護結構的整體性。1概況淮河能源控股集團下屬某礦皮帶大巷巖長度約1000米，部分段巷道為強度較低的砂質泥巖和粉砂巖,具有遇水易軟化碎脹的特性。由于受集中地應力影響,造成巷道嚴重變形,為保障礦井安全生產,對巷道進行了與錨注補強加固的支護。

2施工過程和工藝進行錨注支護的一般過程為：巷道刷擴挑頂一普通錨網噴支護一錨注支護，從支護時間上來看，普通錨網噴支護一般在巷道刷擴后較短的時間內進行（一般4～10h），而錨注支護則要滯后10～20天甚至更長時間進行，因為過早地注漿，此時圍巖正處于變形破裂的發展階段，此時注漿，一是可能較難注入，二是漿液尚未凝固起支承作用之前，即被較大的圍巖應力所破壞，因此將刷擴維修工作面向前推進一段后，然后在后面注漿。理論和實踐證明，在圍巖局部進入巖體的殘余強度時，在該處注漿可以起到較好的作用，但也不應過遲注漿，過遲注漿時，此時的殘余應力已很小，可能造成支護變形量過大，使支護提供的支護抗力相應也小，支護體不能發揮應有的作用。

2.1合理設計注漿參數

（1）注漿壓力受圍巖特性、注漿能力、注漿方式等因素的影響。若注漿壓力過小，漿液難以向圍巖中擴散，達不到預期的注漿效果；若壓力過大，則會導致淺部注漿過程中巷道表面出現冒頂、片幫或開裂。在淺部注漿時，由于巷道表面和圍巖發育，巖塊破碎，采用的注漿壓力不宜過大，初步確定為1～2MPa；深部注漿時，注漿壓力確定為2～4MPa。

（2）注漿量。漿液的注入量受到注漿壓力、注漿時間、圍巖裂隙的發育程度及破碎狀況、滲透性等因素的影響。為保證巷道圍巖裂隙被充填密實，注入的漿液盡量保證裂隙被充填滿，施工中注漿量以達到注漿壓力時為止。

（3）注漿孔的布置。考慮圍巖淺部裂隙較為發育，為防止漿液向外流失，應有一定封孔深度，即注漿孔不能過淺；同時為了克服鉆進時出現卡鉆現象，實踐表明初次注漿孔深度在1.0～1.2米為宜。二次耦合深孔注漿時，要根據圍巖松動圈確定錨桿的長度，二次耦合注漿錨桿長一般在2.0米以上。

（4）注漿孔的間排距。注漿孔的間排距主要由漿液的擴散半徑確定。為達到注漿效果，兩孔的孔距應保證注漿后漿液滲透范圍由一定的交叉，所以應小于2倍的擴散半徑。

2.2施工工藝首先，應該確定基本的工藝流程。在該工程中，施工流程為：底板淺部注漿孔施工→注漿施工→錨索孔設置→錨索編制→下錨索，進行反灌漿→埋設注漿管和封孔管→上梁、上托盤→錨索預張拉→深孔注漿→混凝土澆筑→二次淺部注漿。其次，應該做好淺部注漿施工。作業人員應該依照技術方案中預注漿鉆孔的參數設計，進行淺部注漿孔的施工（鉆孔深度6m，孔徑80mm），在施工中，必須確保鉆孔的圓度和垂直度符合要求，成孔完整，然后下入相應的注漿管。在進行壓注的過程中，必須隨時關注注漿孔周邊碹壁和底板的實際情況，一旦發現跑漿問題，需要及時進行處理。應該按照先稀后濃的原則，對注漿孔中的漿液濃度進行控制，依照經驗，通常當注漿壓力提升到2MPa，維持3min左右，就可以停止注漿。在遇到特殊情況時，也可以適當提高終壓，但是必須將其控制在3MPa以內。為了保證良好的施工質量，在每次注漿結束后，都應該做好必要的清洗工作，可以將吸漿管放入清水中，利用注漿泵的壓力對泵腔以及管道進行清洗，確保清洗的時間不低于1min。然后，需要重視深部注漿施工，只需要利用錨索孔預先埋設的注漿管，在6MPa的壓力下進行注漿即可，注漿完成后同樣需要進行清洗。

3支護效果評價

圍巖注漿加固是利用漿液把圍巖的各種弱面充實，并把弱面充填體與四周巖體重新膠結起來，從而提高圍巖的整體穩定洼及其力學性能，改善圍巖的物理指標，注漿可以達到以下效果：3.1提高巖體強度，改善弱面的力學性能即提高裂隙的粘聚力和內摩擦角，增大巖體內部巖塊間相對位移的阻力，從而提高圍巖的整體穩定性。3.2形成承載結構對破碎松散巖體中的巷道注漿加固，可以使破碎巖塊重新膠結成整體，形成承載結構，充分發揮圍巖的自穩能力。3.3改善賦存環境軟巖巷道圍巖注漿后，漿液固結體封閉裂隙，阻止水氣浸入內部巖體，防止水解風化，保證圍巖力學性質合理，實現長期穩定。4結束語采用錨注支護加固失修巷道經理論和實踐證明是可行的，適合破碎松軟頂板、大斷面巷道及交岔點、大跨度硐室的有效加固，為復雜困難條件下巷道加固，維修提供了新的有效途徑。錨注支護不僅支護強度高，承載力大，而且注漿本身對已出現松動的圍巖具有明顯的膠結加固作用，補強加固效果突出。采用補錨網噴、注漿、補打錨索加固，施工方法簡單，快速，與套架棚加強支護相比，降低了支護成本，減輕了工人的勞動強度，提高了安全可靠程度。

參考文獻：

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