采用超前钻孔注浆过破碎区的支护技术

刘 洋

（龙煤集团鹤岗分公司 安监局，黑龙江 鹤岗 154100）

采用超前钻孔注浆过破碎区的支护技术

刘 洋

（龙煤集团鹤岗分公司 安监局，黑龙江 鹤岗 154100）

针对矿山压力较大矿井存在一旦暴露就易垮落的松散围岩，采用快速有效的超前钻孔注浆加固，形成再生假顶，从而实现调动围岩自承力的内注外锚加固技术，是一种安全上可靠、技术上可行、经济上合理、较强，推广前景远的支护技术。

松散围岩；超前钻孔；内注外锚；实用性

随着开采深度的增加，矿山压力增大，加上地质赋存复杂，出现了一大类极不稳定围岩条件，他们共同的特点是整体性差，破碎松散，自稳时间短，一旦暴露容易垮落，并出现成孔困难，无法直接实现钻孔安装锚杆的施工过程，存在安全隐患，故需要一种快速有效的超前加固方法，对有预见断层破碎带和煤岩松散带，先进行打超前长钻孔注入马丽散等速凝材料加固围岩后再掘进，能有效地防止抽冒顶事故的发生。

1 注浆支护原理

深入破碎区打超前钻孔高压注速凝材料加固，及时封堵围岩的裂隙，在极短的时间内使松散破碎的煤岩胶结或整体，从而提高了岩体的内聚力，内摩擦强度和弹性模量，改变围岩自身物理力学性质，改进支护系统的薄弱环节，实现利用围岩本身承载力作为支护结构的一部分，确保支护系统的稳定。经注浆加固充填后的围岩形成再生假顶，它弹性大，抗压抗剪强度高，有效起到超前临时支护作用，在其掩护下续之进行锚、网、索、喷、支护工艺，从而实现调动围岩自承力的内注外锚加固技术。

2 注浆参数选择

采用超前长钻孔注浆过破碎区支护技术，其中注浆效果是整个复合支护成功的前提，因此，注浆技术性能确定和参数选择就成了关键性的因素。

2.1 浆液材料和比例的确定

由于破带煤岩松散，根据浆液的流动性、粘滞性和凝结时间，所以选择能快速固化的化学浆液马丽散，其主要成分是树脂和催化剂两种溶液，通过多功能注浆泵混合管口，按1∶1比例高压注入冒顶空间,逐渐渗透到破碎围岩缝隙,并在2 min内就可粘结煤岩，2h后形成再生完整假顶。

2.2 注浆杆体选择

注浆杆选用一次性中空粗螺纹钢管，长度1 m，螺纹为连续形，可任意加长，操作简单方便。

2.3 注浆孔的布置

注浆孔的孔间距主要由渗透半径决定，围岩较软、破碎严重，注浆压力大，渗透半径越大，反之越小，一般渗透半径R在0.8m～1m之间。为保证渗透范围有一定交叉，所以应比两倍渗透半径小，取0.7系数，得出注浆孔的间距一般在1.0m～1.4m之间。

2.4 注浆深度、角度确定

注浆深度尽量深，根据巷道帮顶片落深度，深浅钻孔结合、相互叠加布置，要深入破碎区边缘比较合适，超前长度一般在3.0 m～5.0 m之间，角度在15°～25 °之间。

参数选择不是一成不变，要根据围岩的赋存条件，因地制宜，合理确定，才能取得良好的加固效果，但要实现锚注一体化，安全穿过破碎带，必须加强现场施工管理。

3 施工方法及工艺

3.1 地质预测预报

工程施工前，应预知本区域的地质概况，包括围岩特征、断层要素、瓦斯含量及破碎带的位置及影响范围等，以便超前采取针对性的防范措施。

3.2 施工方法

掘进时巷道先掘出上半部，循环进度不得超过注浆长度的二分之一，采用放小炮周边隔眼揣药控制煤破，必要时用风镐或手镐成型，从而减少爆破对围岩的震动破坏。一旦出现抽冒，不可急于出货，因为大量出货可能造成大范围冒顶，难以维护，应迅速打钻注浆加固，形成再生完整假顶，度过抽冒区。

为保证整体支护效果，宜选用高强度螺纹钢树脂锚杆，加长或全长锚固，并做好锚杆拉拨受力测试，确保锚固力不得小于60 kN，必要时加打锚索，最后挂网喷碹成巷，但喷体不宜过厚，以柔性和均匀性为主，一般取70mm～100mm之间。

4 安全效益分析

龙煤集团南山煤矿是个地质构造复杂的高瓦斯突出矿井，在多次紧急重点工程中，遇断层破碎带，由于超前进行了注浆加固，使壁后充填密实，保证了载荷均匀地作用在组合拱支护体上，避免出现应力集中点而走造成的局部首先破坏，并与锚、网、喷形成支护整体。经实际观测，有效地控制巷道的变量，同时能封闭围岩裂隙，隔绝空气，防止围岩风化和煤层自燃发火，又能防止断层内瓦斯、积水大量涌出，避免自然灾害的发生。

Supporting Technology of Passing through Broken Districts by Pilot Boreholes Grouting

LIU Yang
(Supervision Bureau for Work Safety,Hegang Branch Company of Heilongjiang Mining Group,Hegang Heilongjiang 154100)

Under bigger ground pressure,once exposed in the air,loose surrounding rocks are likely to collapse.The fast and effective pilot boreholes grouting support was used to formreproducing roof strata and to realize automatic surrounding rocks'bolting-exterior-and-grouting-interior technology,which is reliable,feasible,and promising supporting technology.

loose surrounding rocks;pilot boreholes;bolting-exterior-and-grouting-interior;practicability

TD352+.5

A

1672-5050（2010）11-0040-02

编辑：刘新光

2010-09-19

刘 洋（1972—），男，河北安国人，本科，工程师，从事煤矿安全监察工作。