喷浆、中空锚索注浆在巷道维修中的应用
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【摘 要】巷修内U型棚采用喷浆、注浆进行加固，达到双重支护，保证巷道稳定性，减少巷道失修率。
1 引言
淮南矿业集团潘北煤矿，由于11116出煤联巷及进料联巷，巷道压力大，巷道围岩为泥质砂岩，炮后围岩松动，易掉顶，U型棚易变形。为保证该巷道使用服务期限，决定采用喷浆注浆对U型棚加固的方案。该技术为类似条件下巷道的根本治理提供了有效技术和经济途径，具有很高的实用和推广价值。
2 喷注技术支护原理
（1）通过关键加固点的加固改善围岩的应力状态，提高整体结构的稳定性；
（2）大幅提高金属支架的承载能力，确保松动圈内碎胀力的迅速提高；
（3）通过注浆改善围岩性质、提高松动圈抵抗稳定岩体的作用、减轻支护材料的承载压力，同时可以在支护材料承载不是很大的情况下，将松动圈与稳定岩体之间的相互作用力大幅提高，从而抑制松动圈的进一步扩展。
3 工艺流程
喷浆帮顶进行采用注浆管浅孔注浆两帮各施工一排拱部中空注浆锚索注浆
4 喷浆、注浆修复加固施工参数
4.1 喷浆施工参数
喷浆喷厚150mm，喷射混凝土强度等级为C20。喷射砼配合比为水泥：黄沙：瓜子片=1：2：2，水灰比0.4～0.5；速凝剂掺入量为水泥重量的3%～5%，以防漏浆，喷浆及复喷前必须用高压风水冲洗岩面。喷后每小班洒水养护7天，7天后每圆班洒水养护一次，养护时间不少于5天
4.2 注浆施工参数
注浆方案：采用深浅孔注浆，使用电动注浆泵、电动搅拌桶，确保注浆质量。
（1）浅孔注浆
1）注浆时间：在混凝土喷层之后20天内实施浅孔注浆。
2）注浆参数：
①注浆孔布置
图1 浅孔注浆示意图
浅孔排距为3.6m，孔深为1500mm。每排5孔，孔口管规格均为26.75×3.25×800mm。
②注浆材料、浆液类型及注浆量
注浆采用单液水泥浆，水泥选用P.0.32.5普通硅酸盐水泥。水灰比为0.6，注浆量以实际发生量为准。
③注浆压力
浅孔注浆设计终压为2.0Mpa。
④单孔注浆结束标准
达到设计注浆压力，并稳压达10分钟以上。
（2）深孔注浆
1）注浆时间：在全部中空锚索和锚杆安装完毕之后20天内。
2）注浆参数：
①拱腰部注浆深孔排距1200mm，具体方式与布置位置见图2所示。
锚索药卷：采用3卷Z2350型树脂药卷。
②注浆材料、浆液类型及注浆量
注浆采用单液水泥浆，水泥选用P.0.32.5普通硅酸盐水泥。水灰比为0.8，注浆量以实际发生量为准。
③注浆压力
注浆设计终压为7.0Mpa。
④单孔注浆结束标准
达到设计注浆压力，并稳压达10分钟以上。
图2 金属支架+锚索联合支护结构侧面图（示意）
5 施工要点
（1）施工敲帮问顶，找掉危岩活矸。敲帮问顶的顺序应由外向里、从顶到帮的顺序进行。
（2）喷浆
1）对巷道进行喷浆，喷浆厚度为150mm，喷浆应先墙后拱，自下而上进行。喷浆时，喷嘴出口处的风压应控制在0.1～0.4MPa。
2）喷浆过程中应根据出料量的变化，及时调整给水量，保证水灰比适量，要使喷射的混凝土无干斑、无流淌、粘着力强、回弹料少。
3）在喷浆结束时执行停料、停电，关风，关水的程序。
4）一次喷射厚度达不到要求时，应分次喷射，但复喷间隔时间不超过2小时。否则应用高压水重新冲洗受喷面后再喷射。
5）喷砼应严密封实巷顶和巷帮，不允许有孔洞出现。
6）喷射工作结束后，必须卸开喷头，清理水环和喷射机内外部的灰浆和材料。
（3）中空注浆锚索
1）施工在棚子搭接向上100mm位置，间距1200mm。
2）开眼时，转速不能过快，钻孔到位后，要调小气压，使钻机和钻杆平稳退出。
3）钻孔打至设计深度后，接好扫孔器，人员离开孔口，吹净孔内的岩粉和水。用锚索树脂药卷缓慢送入眼底，然后套上搅拌器，插入钻机，边搅拌边推进直至产生反向力或30秒时停止搅拌，保持钻机的推力至少三分钟后方可落钻。
4）锚索张拉人员由两人组成，一人操作油泵，一人张拉千斤顶。
5）张拉时千斤顶应与钢绞线保持一条直线。张拉时千斤顶后方45?范围内严禁站人。
（4）注浆
1）用YT-28风锤或锚索机打注浆孔，注浆孔形成后，即可下入注浆管，外露长度50～60 mm，注浆采用矿用树脂药卷封孔或对其锚头外端缠绕麻丝（棉丝）处理、棉纱配合树脂固管，固管24小时后，方可进行注浆。 2）浆液需充分搅拌均匀，吸浆口处要设置过滤网，以防结块水泥等杂物吸入浆管内。
3）注浆时要注意观察压力表的升压情况，及时调整泵流量。设专人观察巷道顶帮，孔口管等处是否有异常现象，发现问题要及时停机处理。
4）注浆时，当注浆达到设计终压后，关闭注浆泵3～5分钟，当注浆压力明显下降时，再点动开启注浆泵，直至注浆压力稳定在注浆设计终孔压力值不再下降，即可停机、关闭注浆阀，再开启泄压阀后才能换孔注浆。
5）在注浆期间，其单孔注浆量较大，或浆液超过2吨时，且仍达不到设计压力时，一般认为是浆液沿大裂隙定向向外扩散所致。应采用注注停停的方法逐渐加压注浆；或重新在该孔附近打注浆孔复注，以保证巷道围岩内浆液扩散均匀。
6）注浆期间应注意观察巷道顶帮的变化情况，严格控制注浆压力，防止因注浆压力过大而造成顶、帮大面积开裂和脱落。
7）注浆中如需暂停注浆，应向孔内压入一定量的清水，以保持注浆通道的畅通。
4 结语
（1）采用中空注浆锚索、喷浆、注浆对巷道进行加固，既简单方便、易于施工，又减少重复修复巷修材料费用。
（2）修复加固效果好，通过注浆充分充填巷道后的空隙，使原先松动的巷道围岩胶结成整体，形成一注浆帷幕来共同承载巷道所承受的压力。
（3）实践证明，应用此法维修巷道，此巷道仍未见有任何失修和破坏现象。此法在应用过程中施工方便、安全可靠，且取得较好的经济及社会效益，是一种应用前景广阔的主动支护方案，具有很好的应用前景和推广价值。
参考文献：
[1]兰付岭.主动支护与被动支护有机结合的原理分析[J].科技创新导报，2010（32）.
[2]淮南矿业集团潘北煤矿11116出煤及进料联巷喷注浆加固安全技术措施.2012.
[3]经来旺.工程力学[M].武汉理工大学出版社，2008.
作者简介：
李锋（1982-），男，安徽淮南人，汉族，助理工程师，2005年7月
毕业于淮南职业技术学院采矿工程专业，现任淮南集团潘北煤矿掘进二队技术员，从事煤矿岩巷掘进及巷修工作。