注浆加固在强动压下软岩巷道支护中的作用

郭 君

（汾西矿业集团基本建设管理部，山西 介休 032000）

引言

在煤矿开采工作过程中，注浆加固施工技术作为一种高效的软岩巷道支护施工技术方法，主要是通过注入某种浆液材料，有效达到煤矿井下软岩巷道的支护作用和效果。这种注浆加固施工技术在实际使用过程中，主要是通过使用高压加强设备，将预先制备好的浆液直接输送到软岩巷道支护设备当中，而并非直接通过人工进行巷道外表面涂抹或者是其他断裂注浆的方法来进行操作[1]。现阶段，注浆加固技术在我国各大煤矿巷道开采工作中应用越来越普遍，尤其在一些强动压向软岩巷道支护工作中的应用效果非常明显，因此需要针对软岩巷道支护工作要点进行全面控制，有效保证注浆加固施工技术效果，提高煤矿巷道的整体安全性和稳定性。

1 注浆加固技术应用过程中的关键性问题

1.1 注浆孔布置问题分析

在煤矿井下如果遇到软岩巷道结构，通常情况下采用的是直接注浆加固方法来进行处理，在加固工作当中需要对注浆孔的位置进行准确设置，同时将预先准备好的浆液材料进行灌注，保证浆液材料可以完全灌满整个软岩巷道内部。如果没有柱状孔则无法判断具体需要注浆的具体位置，同时也无法有效判断注浆总量的大小[2]。在注浆孔的设计工作方面，需要有效呈现出矩形设计工作形式，在注浆工作过程中，需要充分考虑到煤矿井下的环境条件因素影响，需要对注浆孔的位置进行准确设定，将其排列成不同的形状，其中主要包含圆形或者椭圆形等，有效提高注浆工作效率。

1.2 注浆辅助管道问题

在注浆工作当中，需要对辅助管道的位置进行准确设定辅助管道主要是对辅助浆液进行输送，提高注浆工作的整体工作效率。有效防止将液产生大量外漏，或者是将液产生反向溢出等情况。在此工作过程中，相关工作人员需要对注浆辅助管道的规格型号进行确认，有效结合煤矿井下软岩巷道的整体分布条件情况进行深入分析，通常情况下，注浆辅助管道的规格大小为30 mm×3 000 mm。如果遇到一些地质比较松软的煤矿井下软岩巷道条件，则可以改换柱将辅助管道来进行使用，需要对辅助管道的钻孔数量情况进行确认通常情况下钻孔数量不能超过15 个。在钻进工作当中，如果辅助管道的数量设置过少会影响到注浆工作的效率，同时对浆液的成型效果也会产生影响，在注浆过程中需要有效防止出现浆液外漏情况，需要对注浆过程中的工作压力进行合理控制，如果压力过大很有可能会出现管道破裂，影响最终的注浆工作效果[3]。

1.3 注浆工作压力问题分析

注浆工作压力通常情况下不能小于2.5 MPa，最高不能超过3 MPa，如果注浆压力过低会造成大量的浆液一次性注入到煤矿井下软岩巷道的支护设备当中，如果压力过大则会造成浆液一次性注入过程中出现辅助管道堵塞甚至碎裂等情况。当注浆压力达到一定程度之后，会直接关系到整个注浆加固技术的应用效果，甚至会对施工人员的人身安全造成威胁。因此，在煤矿井下软岩巷道加固工作过程中，需要对注浆加固施工技术进行合理应用需要有效控制注浆工作压力，同时需要对施工技术人员的操作方法进行规范，有效保证煤矿开采作业工作的安全性，或者是可以通过使用可以自动调节压力的注浆设备来进行操作。

1.4 注浆材料的选择和材料配比问题

在注浆过程中需要对注浆材料进行合理选择，主要是对材料的配比参数进行合理设定。在实际工作过程中，所选用的浆液原材料并不是一些常见的水泥砂浆或者是混凝土浆液材料，而是需要选用一些特殊的矿用硅酸盐水泥材料，这种材料的性质具有一定的特殊性，在注浆工作完成之后，整体的适应性和材料强度都有着明显的提升。

通常情况下，水泥浆材料如果产生凝固情况，则材料的性质就基本不会出现比较明显的变化，通常水泥浆材料所具有的特殊性质，尽管在表面的使用效果上表现比较明显，但是这种材料的硬度相对较大水泥砂浆材料，无法在一些复杂的地形环境下进行使用，因此在软岩巷道支护工作中所形成的影响也比较明显，如果在煤矿井下工作过程中产生一些比较复杂的地形条件，会造成水泥沙浆在短时间范围内无法形成完全渗透，会出现明显的内部空洞问题，整个巷道的支护效果会达不到标准效果，甚至还会对整个井下作业环境安全性造成影响。

2 注浆加固技术的使用方法和技术要点

2.1 注浆孔

首先，在注浆工作中必须要对锚孔的设置位置进行确认，锚孔的位置设置直接影响到后续的加固效果，同时对于注浆孔而言需要结合实际的煤矿井下软岩巷道的结构工程情况，合理分析巷道结构的构成条件，避免受到周围环境条件因素的影响而产生误差，要二次确认注浆孔的设置位置以及具体数量情况，避免出现注浆程度不足等方面问题[4]。

2.2 注浆泵和浆液搅拌机设备使用

在注浆工作当中需要使用到大量的硅酸盐水泥砂浆材料，通过专用的注浆泵设备以高压的方式将硅酸盐水泥材料，直接灌注到软岩巷道的支护体内部。通过砂浆的加固作用效果，可以提高软岩巷道结构的稳定性，注浆泵在工作当中主要是通过柴油发动机产生的动力来进行推动，通过生成巨大的工作压力可以将事先准备好的砂浆材料直接输送到注浆孔内部。在实际工作过程中必须要对注浆泵的工作状态进行检查，有效控制注浆泵的工作压力，同时还需要保证硅酸盐水泥砂浆材料充分搅拌均匀避免出现凝结情况。在正式开始注浆工作之前需要对各种搅拌设备以及压力设备进行调通，通过关闭输送浆液的阀门对水泥砂浆材料进行充分搅拌处理，在该项工作正式开始之前需要进行1 min～3 min 的清水灌注处理工作，同时将管道内部的浆液材料进行二次质量检查，并且需要保证注浆阀门处于关闭状态，并且观察水泥砂浆材料的均匀程度，避免在输送过程中材料出现堵塞等情况，提高注浆工作效率。

2.3 注浆施工

在正式开始注浆工作过程中，相关工作人员需要时刻观察注浆工作前后的硅酸盐水泥沙浆液面的高低变化状态，由于大量的硅酸盐水泥材料没有进行充分均匀的搅拌，出现材料下沉和初步凝结情况，在灌浆工作过程中，如果工作压力过大，会出现严重的浆液外漏以及管道堵塞等情况需要引起相关工作人员的充分重视。需要尽可能先停止注浆处理，先将注浆辅助管道当中的硅酸盐水泥砂浆材料进行彻底清理，然后再通过使用特制的清洁剂对其进行深度清理，随后再进行正常的硅酸盐水泥砂浆注浆处理。在此工作过程中需要充分注意，在注浆孔及其注浆辅助管道周围区域3 m 范围之内不能存在人员的逗留，避免造成人身伤害事故，有效保证注浆施工的整体质量和安全性[5]。

3 结语

经过大量的研究与调查之后发现，现如今我国的一部分煤矿开采企业的确已经开展了软岩巷道支护技术的相关研究，但是技术研究效率依然有较大上升空间。在煤矿井下一些比较复杂的地质环境条件下，对整个工作环境的安全性要求相对较高，对于软岩煤矿巷道地质条件，需要采取注浆加固施工技术来进行支护工作。相关工作人员在经过大量的实践工作研究和调查之后，对软岩巷道注浆加固施工方法进行进一步优化和改进，有效保证煤矿巷道的整体支护工的效果，提高煤矿开采工作安全性和稳定性。