锚注技术在井筒修复实践中的应用
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【摘 要】本文结合杏花矿四水平新副井井筒修复的工程实践，分析了锚注支护的工程特点。经工程应用表明，注浆可以将松散围岩胶结成一体，锚杆可以加固围岩，锚杆支护与注浆加固共同作用显著提高了围岩的强度和承载能力，有效地控制了围岩变形问题，同时也封堵井壁淋水以免对围岩侵害。
【关键词】围岩破碎；锚注；井简修复；工程实践
0 前言
鸡西杏花矿四水平新副井井筒，于2002年施工完成。井底标高-535m，在-512～-484m段围岩层理，节理发育岩层为含凝灰质粉砂岩且含一层劣煤，粉沙岩较破碎，受此地质条件的影响，此段井筒受到了不同程度的破坏，曾经进行了多次修复但均未得到根本上的控制。同时井壁常年有淋水，淋水通过破裂的井壁侵入岩体内，岩体遇水膨胀，使井壁增加了一个附加力，进一步加速井筒的破坏，使得罐笼无法正常提升。
1 支护方案的选择
1.1 问题分析
（1）新副井井筒是兴安四水平主要运输通道，如停过久将影响整个兴安四水平建设。
（2）围岩破碎打出的钻孔易出现塌孔现象，药卷极难注入。即使注入由于围岩的破碎难以给锚杆锚固基础。
（3）井壁淋水使岩体膨胀增加了对井壁的压力，同时降低围岩的本身强度。
1.2 支护方案的确定
鉴于上述问题的分析，研究确定井筒修复分2种支护方式进行施工，即对于井壁开裂、掉砼段支护形式采用注浆+锚杆支护。以下针对这种支护进行分析。
（1）采取先注浆，通过注浆将破碎围岩胶结成整体，改善围岩的结构提高围岩自身的承载能力，为锚杆提供了可靠的着力基础。同时注浆还可以将井壁的裂缝封堵，使得井壁淋水无法侵入岩体内。
（2）锚杆支护，利用锚杆对松散围岩的锚固作用发挥其挤压、悬吊作用以提高围岩的稳定性。
2 支护参数
（1）锚杆：采用忆ф20×3000mm左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆，锚杆采用树脂药卷端头锚固，用量为2支/根。
（2）托盘：采用300mm×300mm铁托盘。
（3）注浆材料：注浆施工中所需材料主要有水泥、水玻璃、注浆枪等。
①水泥：采用425#普通硅酸盐水泥。
②水玻璃：采用38玻镁度水玻璃，模数n=3.2。注浆材料的水灰比为0.75～0.5：1（水：水泥）水泥浆与水玻璃体积比1：0.25～1：1。
③注浆枪：由1无缝钢管加工而成，分长枪和短枪2种，长枪长度为2500mm，短枪长度为1000mm，端头都有50mm。
（4）注浆参数：注浆孔深、注浆终压、浆液扩散半径、注浆孔问排距。
①注浆孔深度：深孔为3m，浅孔为1m。
②注浆终压为：2.5MPa。
③浆液扩散半径为：1m。
④注浆孔间排距为：1.6m×1.6m。
3 施工的顺序及方法
3.1 施工的顺序
先注后锚，注浆先注短枪后注长枪。
3.2 注浆孔布置
先排浅孔，间排距为1.6×1.6m，注入双液浆，其主要目的是为了防水，以免井壁水再渗入岩体。待浅部注完后再排人深孔，深孔与浅孔成三花布置，间排距为1.6m×1.6m，注入单液浆，其主要目的是为了胶结松散破碎岩体，增强围岩整体性，为锚杆提供一个好的锚固基础。
3.3 具体的施工方法
先注后锚，注浆时先打孔，然后将注浆枪打入，利用布头将枪体与岩孔封严。在枪体尾部戴上1闸阀，利用注浆泵向枪体内注入浆液。当注人单液浆时，注浆终压达到2MPa，同时注浆量达到设计要求后维持3min停泵关紧闸阀，待浆液凝固后在卸下闸阀。当注人双液浆时，开始先注稀浆，并且要控制水玻璃的上浆量，逐渐增加水玻璃的量当压力达到2.5MPa时，水泥浆与水玻璃的体积比要达到1：1并维持3min停泵。待注浆全部结束后再进行锚固施工，采用ф20×3000mm左旋螺纹钢树脂锚杆端头锚固，树脂药卷量为2支/根。托盘采用300mm×300mm×12m/n铁托盘，这样可以增大锚固面积。锚杆采取三花布置，间排距为800mm×800mm，要求锚固力不得小于8t。
4 锚注耦合支护效果检验
为检验锚注耦合支护加固效果，对井壁围岩变形进行表面位移观测近1年，井壁变形观测，从巷道围岩移近量一时间关系曲线可以看出：锚注耦合支护后，由于锚杆与新胶结的围岩整体有一个相互作用过程，因此，一开始围岩也有少量变形佴很快趋与平衡，位移曲线近于一条直线，说明巷道围岩基本稳定，围岩变形量不会再随时间继续变大，与返修前相比，围岩稳定性明显增强。
5 结论
（1）从经济价值上，大大降低了成本，利用此种方法施工，预计1m井筒比以往破壁、发碹施工可节约资金在l000元以上。
（2）从时间上，大大提高了施工的速度，比以往破壁、发碹施工提前3个月完工。
（3）从技术上，充分利用了注浆充填围岩裂隙，将松散破碎的围岩胶结成整体这一特性，配合锚杆的主动支护，极大地提高了支护结构的整体性和围岩的自身承载能力；为今后深部软岩巷道支护积累了丰富的经验，因此，该技术有广泛的推广价值。
【参考文献】
[1]何满潮.兴安四水平新副井返修支护设计说明[S].2005.
[2]何满潮，孙晓明.中国煤矿软岩巷道工程支护设计与施工指南[M].北京：科学出版社，2004.