常村煤矿 S2-1旧轨巷刀把子巷化学注浆加固技术研究

佐江宏,李文洲

(1.山西长治潞安环能股份有限公司常村煤矿,山西长治 046000;2.天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京 100013)

常村煤矿 S2-1旧轨巷刀把子巷化学注浆加固技术研究

佐江宏1,李文洲2

(1.山西长治潞安环能股份有限公司常村煤矿,山西长治 046000;2.天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京 100013)

针对常村煤矿 S2-1旧轨巷刀把子巷道掘进头冒顶及片帮的现象,通过采用化学注浆材料“固瑞特 GRT201”对迎头煤墙及顶煤进行加固,提高了煤墙顶板和煤壁的完整性,增强了煤体的强度,提高了顶板的承载能力,防止了掘进过程中片帮冒顶事故的发生。

旧轨顺巷;化学注浆;片帮冒顶;固瑞特 201

Technology of Reinforcing S2-1 Hilt-shape O ld Ra il-roadway in Changcun Colliery

1 工程概况

S2-1旧轨巷是潞安矿业集团常村煤矿因生产需要,重新复用的一条巷道。因地质条件原因,需掘进刀把子巷道。旧轨巷经多次动压影响,且刀把子巷道掘进处,裂隙已非常发育。开口段断面4.8m×3.3m,拐弯后及正巷断面 4.06m×3m。煤层为 3号煤,厚度 5.94～6.02m,平均 5.98m,中间有夹矸;直接顶为粉砂岩,平均厚度为 2.65m;基本顶为中粒砂岩或细砂岩,钙质胶结,平均厚度为 3.28m;老底为泥岩,与上覆层为突变接触,呈细条带状,平均厚度为 2.59m。

刀把子巷东侧为 S2-1旧轨巷,二者之间的煤柱仅为 10m,且在 S2-1旧轨巷的东侧发育一落差为 14m的逆断层,该巷道位于逆断层的下盘。在掘进过程中,受该断层的影响,可能造成顶板、两帮破碎。

施工前期对该施工段进行了窥视,巷道破坏情况如图 1所示。

2 注浆方案

根据窥视结果及巷道变形破坏情况,确定注浆加固方案分为超前加固和巷道加固。

2.1 超前加固方案

在掘进工作面迎头平行于巷道走向布置 1排 3个注浆深孔,深度 10m,如图 2所示。使用封孔器封孔,封孔器位于 1～1.5m,在掘进至钻孔深度为8～9m处时停止掘进,进行下一个循环的注浆。

图1 巷道破坏情况

2.2 巷道加固方案

两帮钻孔深度 5m,角度朝上倾斜 10～15°,钻孔位置位于两帮中间位置。顶板钻孔采用五花孔布置,钻孔深度 5m,钻孔距离两帮 800mm,中间钻孔位于顶板中间,钻孔打设时,中间钻孔垂直顶板打设,其余孔向两帮倾斜,倾斜角度 10～15°。五花孔的中间孔和帮孔位于同一断面,钻孔排距2000mm,注浆孔布置如图 3。

施工过程中采用 φ45 mm钻头打孔,注浆材料采用天地科技股份有限公司生产的加固专用化学材料“固瑞特 GRT201”,采用分序间隔注浆,以保证注浆效果和浆液的渗透性,封孔深度 1000mm。

图2 超前加固钻孔布置

3 注浆效果及评价

为及时对注浆效果进行检验及改进注浆方案,分别在注浆前窥视孔位置处安设巷道表面位移测站进行表面位移观测,并进行注浆后窥视,以便对注浆结果进行分析。掘进期间巷道变形如图 4,钻孔窥视结果如图 5。

图4 巷道断面变形

从监测结果及注浆后的窥视结果可以看出：巷道掘进前巷道裂隙发育、比较破碎,且巷道受断层影响,巷道部分位置破碎,对掘进造成了影响,经过掘进头及巷道注浆后,巷道掘进正常,巷道变形逐渐减小,巷道断面逐渐稳定。

4 结论

从注浆前后的窥视结果中可以看出：巷道在注浆前,巷道破坏严重,掘进工作面片帮,通过对巷道两帮及掘进头注浆,巷道变形逐渐减小并趋于稳定。巷道宽度由原来的 3.95m逐渐减小到 3.7m后,趋于稳定;巷道高度由原来的 2.9m减小为2.62m后,趋于稳定。保证了生产的顺利进行,并为相同条件下的巷道施工提供了条件。

图3 S2-1旧轨顺刀把子巷道注浆加固孔布置

图5 注浆结果

[1]钱鸣高,石平五 .矿山压力与岩层控制 [M].北京：中国矿业大学出版社,2003.

[2]何长海.聚氨酯加固极破碎煤体顶板技术 [J].矿山压力与顶板管理,2002(2).

[3]刘长友.采场破碎顶板的注浆控制 [J].矿山压力与顶板管理,1997(2).

[4]杨积海.树脂加固破碎巷道顶板在谢桥矿的应用 [J].煤炭科学技术,2003(10).

[5]张林红.破碎巷道顶板注浆加固技术研究与应用 [J].科技情报开发与经济,2003(6).

[责任编辑：王兴库 ]

TD353.8

B

1006-6225(2011)01-0055-02

2010-09-14

佐江宏 (1970-),男,山西壶关人,工程师,从事煤矿生产技术管理工作。