煤矿地质异常带底板锚注加固技术探析

韩利廷

摘要：在煤矿开采中，经常会遇到一些复杂的地质状况，需要进行加固处理，以保证生产安全。本文以某煤矿为例，对其在开采中地质异常带的情况进行了分析，并对锚注加固技术的应用进行了讨论。

关键词：煤矿地质异常带锚注加固技术

1 工程概况

某煤矿+258m回风巷道受褶皱和断层构造的影响，煤岩层裂隙和滑面发育，围岩破碎严重，整体抗压强度和稳定性较差，无法满足煤矿安全生产的要求。结合地质勘查报告，周边已经探明多个断层，而且这些断层相互交叉切割，构造异常复杂。对于地质异常带的应对，原本是采用锚杆+U型棚+喷注浆+锚索梁的支护结构，效果较好，但是巷道底板存在着比较严重的底鼓问题，需要做好治理工作。

2 问题分析

想要对巷道的变形和底鼓问题进行有效控制，首先要做的就是明确引发这些问题的原因。经井下现场勘查分析，最终判断导致回风巷道变形破坏的原因，包括了应力作用、地质构造以及煤岩层层位等，在巷道周边形成了范围较大的围岩松动圈，导致现有的刚性支护和锚喷支护无法对深部围岩传递过来的压力进行有效抵消，从而导致了巷道的变形，同时也使得围岩松动圈进一步扩大。如果不能对问题进行有效处理，必然会影响井下生产安全[1]。

对巷道的地质条件、变形特点、支护结构以及破坏因素等进行综合分析，提出了相应的加固措施，即在现有支护结构的基础上，构建注浆不强与锚索锚杆联合支护体系，利用注浆加固技术和柔性锚索锚杆支护技术的优势，保证良好的支护效果。

3 技术应用

3.1技术方案

一是机具选择，采用DZQ-100型底板锚索钻机，配合80mm冲击钻头，注浆施工则选择ZBQ-15/5型风动双液注浆泵；二是锚索布设，选择3根直径17.8mm的钢绞线作为大锚索，将其头部3000mm段编制成串珠状，增强拉力。锚索采用错排式布置，每排设置4组锚索，排距为3m。在两侧各设置一道钢梁，尺寸为2400mm×400mm，巷道中间设置两组垂直底板，底板组合锚索共布设34组合锚索；三是注浆参数，以水泥-水玻璃双液浆作为注浆材料，选择普通硅酸盐水泥。在方案设计阶段，需要对注浆参数进行明确：巷道预注浆钻孔的各项参数与锚索孔的需求相同，钻孔深度为6m，孔径80mm，一共需要布设34×4=136个注浆孔。

3.2施工工艺

首先，应该确定基本的工艺流程。在该工程中，施工流程为：底板浅部注浆孔施工→注浆施工→锚索孔设置→锚索编制→下锚索，进行反灌浆→埋设注浆管和封孔管→上梁、上托盘→锚索预张拉→深孔注浆→混凝土浇筑→二次浅部注浆。其次，应该做好浅部注浆施工。作业人员应该依照技术方案中预注浆钻孔的参数设计，进行浅部注浆孔的施工（钻孔深度6m，孔径80mm），在施工中，必须确保钻孔的圆度和垂直度符合要求，成孔完整，然后下入相应的注浆管。在进行压注的过程中，必须随时关注注浆孔周边碹壁和底板的实际情况，一旦发现跑浆问题，需要及时进行处理[2]。应该按照先稀后浓的原则，对注浆孔中的浆液浓度进行控制，依照经验，通常当注浆压力提升到2MPa，维持3min左右，就可以停止注浆。在遇到特殊情况时，也可以适当提高终压，但是必须将其控制在3MPa以内。为了保证良好的施工质量，在每次注浆结束后，都应该做好必要的清洗工作，可以将吸浆管放入清水中，利用注浆泵的压力对泵腔以及管道进行清洗，确保清洗的时间不低于1min。然后，需要重视深部注浆施工，只需要利用锚索孔预先埋设的注浆管，在6MPa的压力下进行注浆即可，注浆完成后同样需要进行清洗。

3.3加固效果

在加固完成后，还需要通过观察对比，分析具体的加固效果。连续进行8d的观测，发现原支护方案的累计形变为130mm，没有出现收敛的趋势。对比锚注加固技术的处理。其在连续14d的观测起内，累计变形仅为22mm，而且10d后巷道的底板基本趋于稳定，在锚索与注浆的共同作用下，底板深部的岩层整体强度有了很大的提高，而且与浅部岩层结合成为一个整体，实现了对巷道底板围岩变形的可靠控制，基本上消除了底鼓问题，为煤矿的安全生产奠定了良好的基础[3]。

4 结语

总而言之，在煤矿生产中，经常会遇到地质异常带，影响生产的安全性，必须得到足够的重视。导致煤矿巷道底板异常问题的原因是多方面的，相关技术人员应该结合现场勘查和分析，对主要原因进行明确，采用锚注加固技术，对巷道支护体系进行完善，消除安全隐患，保证煤矿生产的正常进行。

参考文献：

[1]郭强，白杨杨，常桂源.大断面硐室群底板锚注加固关键技术的研究及应用[J].内蒙古煤炭经济，2014，（11）：178-179.

[2]曹志安，刘亚明，高明仕，朱留哲.软弱泥岩巷道底板下向钻孔锚注加固技术研究[J].煤炭科学技术，2016，44（3）：12-17.

[3]刘荣军.新安煤矿地质异常带底板锚注加固技术研究[J].煤矿现代化，2015，（1）：29-31.