西铭矿49407 工作面两巷支护存在问题及新型锚固注浆返修分析

宁立军

（山西西山煤电股份有限公司西铭矿， 山西 太原 030052）

1 49407 工作面工程概况

西铭矿西六盘区49407 工作面回采过程中，受上覆8 号煤采动影响，顶、帮围岩变化较大，皮带巷（架棚巷道）保险煤柱帮挤回严重、矿压显现明显，巷道功能已经失去，需对巷道进行返修，因此，结合巷道所处地质情况，使用新型锚注加固支护体系对工作面两顺槽进行加固。

2 49407 工作面两巷新型锚固注浆返修支护

通过巷道围岩内施工钻孔，并向钻孔内注高压混合浆，充填围岩受影响产生的裂隙或岩层间隙，使其充分凝固，从而改变围岩性质，提高围岩强度。由于49407 工作面皮带巷、轨道巷超前100 m 外，围岩变化大、棚梁压弯区明显，因此，在本次返修时重点对该区段进行了返修支护。

2.1 49407 轨顺及皮顺锚固注浆支护技术参数

2.1.1 帮部支护

中空注浆锚索：直径Φ22 mm，钢绞线长度4 300 mm，布置2 根，间排距1 500 mm、2 400 mm。注浆终压≮4 MPa[1-2]；

注浆材料：目前工作面超前100~150 m 使用注浆材料，150 m 以外选用水泥浆+添加剂。

图1 为49407 工作面轨道巷中空注浆锚索布置图。

图1 49407 工作面轨道巷中空注浆锚索布置图（单位：mm）

2.1.2 49407 皮顺主要支护参数

1）煤柱帮支护。中空注浆锚索：直径Φ22 mm，钢绞线长度4 300 mm，布置2 根，间排距1 500 mm×1 600 mm。注浆终压≮4 MPa。图2 为49407 工作面皮带巷煤柱帮中空注浆锚索布置图。

图2 49407 工作面皮带巷煤柱帮中空注浆锚索布置图（单位：mm）

2）采煤帮支护。中空注浆锚索：直径Φ22 mm，钢绞线长度4 300 mm，布置2 根，间排距1 500 mm、2 400 mm。注浆终压≮4 MPa。图3 为49407 工作面皮带巷采煤帮中空注浆锚索布置图。

图3 49407 工作面皮带巷采煤帮中空注浆锚索布置图（单位：mm）

3）注浆材料。目前工作面超前100~150 m 使用固安丰，150 m 以外选用水泥浆+添加剂。

2.2 主要施工流程

首先按照间排距进行钻孔施工，然后进行压风扫孔施工，将钻孔中的杂物全部清理干净，之后安装注浆锚索，并将止浆塞安装到位。为了更好地提升锚索安装效果，需要将托盘拉紧装置安装上。通过安装注浆管等，方便后续开展注浆施工。对顶板完整性进行全面检查，特别是对裂隙发育情况进行全面检查，如果巷道表面有裂隙存在，则需要进行喷浆施工。在喷浆的过程中，应当注重缓慢增加，在达到了注浆标准之后，停止注浆施工[3-4]。

2.3 中空注浆锚索施工工艺

2.3.1 施工准备要求

在装卸车的过程中，应当注意小心操作，轻拿轻放，特别是对锚索尾部应当避免出现损坏，对注浆效果带来负面影响。在运输的过程中，锚索表面应当注意清洁，防止锚索出现沾满煤粉，提升锚索和树脂等黏结效果，防止杂质将锚索口堵塞。锚索在使用时，应当注意避免弯曲问题，但是弯曲半径应当控制在1.5 m以上，若出现了弯曲半径过小的问题后，容易导致锚索注浆管出现变形、折断的情况，严重可导致锚索出现整体报废的问题。在施工的过程中，对施工使用到的相关工具应当准备齐整，在巷道迎头位置应当设置水窝，对出现的积水时应当使用排水泵及时排出。

2.3.2 钻注浆锚索孔

对于施工中使用到的锚杆钻机等设备应当确保锚杆参数和打设的锚杆孔径处于匹配状态。在打设锚杆钻孔之后，对于钻孔的位置表面应当处于平整状态，确保锚索安装之后，整体可取得较好的受力效果。若设计位置岩体出现了破裂，则应当对位置进行调整，严防出现漏浆发生。在打设钻孔开孔时，不能开水，应当在钻头全部进入到岩体或者煤体之后，才可以开水，严防出现开水太早导致岩体被冲散。

在钻孔时，钻孔应当和岩石的表面尽量保持垂直方向。严防出现打眼角度过大，在进行张拉时，注意对锚索弯曲情况进行全面分析，严防出现影响注浆效果的情况发生。若围岩整体较为破碎，为了防止形成喇叭口，技术人员应当使用纱布与止浆塞配合使用，更好提升注浆质量。此外，要注重提升封孔效果以及增强注浆效果。对于钻孔的深度应当把控好，误差一般情况下应当控制在50 mm 的范围内，严防出现外漏太长导致封孔长度不符合要求[5]。在进行锚索钻孔的打设时，应当先进行顶板的打设，然后再进行两帮的打设，顶板在打设时，首先进行中间位置的打设，然后再进行两边位置的打设，两帮在打设时，一般情况下，按照从上到下的顺序进行。

2.3.3 安装注浆锚索

钻孔打设之后，技术人员应当及时开展中空锚索施工工作，避免出现塌孔导致不能安装的问题发生。在安装之前，技术人员对树脂锚固长度进行计算，一般情况下应当控制在1.2 m 范围内，若锚固长度过长会出现注浆阻塞的问题，导致不能有效出浆。在锚索安装之前，对其表面清洁，防止出现锚索沾满泥土，保证树脂注浆效果，尤其是对出浆口的位置应当注意保持好，更好地提升出浆效果。

2.3.4 封孔

在树脂锚固剂达到了全面锚固的状态之后，才能进行封口施工。在封口之后，对孔口的形状进行全面检查，提升孔口表面平整度，对于突出的岩石或者煤块应当及时清楚干净，严防托盘出现封口不到位的问题。在封口时，对于止浆塞应当安装到中空锚索中，确保取得较好的封堵效果，实现有效止浆。在止浆塞安装到位之后，将其他的锁具、托盘等也按照要求安装到位，确保托盘和岩石表面实现较好的贴合效果。

2.4 注浆施工工艺

在具体注浆的过程中，对于具体的注浆工作流程应当做好严格把控。首先，在注浆器与中空注浆锚索相连接，必要情况下，应当选择使用铁丝进行二次加固，严防出现随着注浆压力的不断增加，而导致注浆连接器出现脱落。在注浆的过程中，锚索周边的安全性应当注重保持，严禁出现危险区域有人，防止出现意外情况。在注浆的过程中，每排应当从下部开始注浆，从下到上依次进行。在刚开始注浆的过程中，速度应当控制好，不能将注浆阀门从刚开始就增加到最大的情况，边搅拌边进行注浆，直到注浆达到标准。在注浆达标之后，将注浆孔有效堵塞，严防出现注浆液流出的问题。

在注浆的过程中，注意对注浆压力进行有效控制，一般情况下，压力当达到5 MPa 或者出现注浆泵憋死应立即停止注浆，若这时注浆锚索已经注满，则结束注浆工作。若没有注满，则应当深入分析原因，在处理完成后，再次进行注浆。在注浆时，注意对锚索周边是否出现了漏浆情况进行全面观察，若出现了漏浆问题，则可选择使用锚固剂或者炮泥进行封闭，若出现了漏浆面积相对较大，则应当停止注浆。这种情况下，技术人员可以先对其他锚索进行注浆，然后再进行补浆操作。对于同一个钻孔，一般情况下，应当一次性注满，若出现了中途停止可能会出现注浆管堵塞。在注浆完毕之后，对于注浆泵的卸压球阀应当打开，在压力得到全面释放之后，将锚索尾部的注浆器卸掉，然后将紧固螺丝上牢固。

3 返修支护效果

为了全面掌握巷道返修后整体的稳定情况，对巷道返修之后，49407 工作面皮带巷变形情况进行了现场监测，得到了巷道整体的变形曲线见下页图4 所示。

从下页图4 可以看出，巷道整体稳定性得到了有效的控制，不论是巷道顶板、底板还是两帮，整体的稳定性均得到了较好的控制，这表明新型锚固注浆已经取得了较好的应用效果。

图4 返修后巷道围岩变形图

4 结语

在深部巷道控制的过程中，传统单一的控制方式虽然在浅部取得了较好的效果，但是在深部巷道支护时，并不能取得较好的效果，需要从深部巷道所处的地质条件出发，注重提升巷道支护体之间的耦合性，全面增强支护效果。