复杂地质条件下巷道顶板淋水综合治理技术探讨

史庆斌+李顺

摘要：本文围绕巷道揭露的地质构造及顶板淋水、渗水影响工程施工这一技术难题，针对巷道揭露的地质构造及顶板含水层综合治理方案进行慎重研究与论证，通过识别地质构造而决定施工方法，实现了快速、安全、优质、高效施工，为类似围岩条件下的井巷施工积累了经验。

关键词：巷道顶板含水层；综合治理；超前释放；全长锚固锚杆；注浆锚索；化学浆液

在井巷工程施工中遇到地质构造以及巷道顶板淋水是件最头疼的事。它严重影响施工进度、支护质量、施工安全及工程维护工作。尤其遇到复杂的地质构造环境以及特殊水文地质的条件下，巷道掘进过程中揭露以及穿过多个地质构造，巷道出现淋水、渗水更难施工，以往一些传统的工艺，往往受到现场施工条件和局限性的限制，无法满足施工需要，达不到防治效果，因此，寻找一种确实可行的综合治理方法，是施工中的技术工作重点。

一、顶板含水层综合治理关键技术分析

巷道顶板含水层综合治理方法是：采用探、放、疏、堵等方法，坚持“有掘必探、先探后掘”的施工原则。首先，施工超前探孔，打入顶板花岗岩含水层中，将大部分顶板水放出；其次，采用WG 抗腐蚀抗裂防水剂锚喷工艺，在巷道集中出水点预埋导水管，利用WG防水剂干粉抢喷10～20mm以缩小淋水面，再喷厚度150mm砼，形成对淋水整体性封闭层，并达到到巷道围岩稳定，防水、防潮的效果；再次，滞后迎头30m左右，采用全长锚固锚杆及注浆锚索防止支护钻孔涌水技术；最后，采用化学浆液应用于巷道注浆及加固技术，有效地增加了巷道围岩的自身强度及稳定性，进一步降低了巷道的涌水量。

（一）超前释放钻孔与锚索滞后相结合防水技术

在巷道帮部开凿探放水硐室，采用SGZL-ID钻机施工钻孔，施工与巷道方向平行有倾角的超前钻孔，以钻孔直径130mm钻探15m后预埋10m直径108mm止水套管，在止水套管内以钻探直径56mm的钻头继续朝前钻探，超前钻探距离为100m，钻探预埋止水套管，止水套管安装高压球阀，提前对巷道施工的前方含水层进行放水，以减少巷道施工顶板淋水。顶板岩石条件允许的情况下锚索滞后工作面20m，注浆锚索使用注浆材料为水泥浆，在工作面的后方与迎头施工平行作业，以减少锚索导水导致迎头施工困难。此方法适合工作面涌水水压较大，直接注浆困难。

布置3个钻孔，单孔打钻深度100m。钻孔参数见表1。

探水钻孔超前钻距和止水套管长度见表2。

（二）WG抗腐蚀抗裂防水剂锚喷技术

主要工艺与常规锚喷相同，首先，在巷道集中出水点预埋导水管，抢喷10～20mm厚的WG防水剂干粉以缩小淋水面，然后，再喷射150mm的混凝土，其配合比为水泥：黄砂：石子=1：2：2，同时添加水泥用量的10%WG防水剂，水灰比控制在0.5～0.56之间，可形成对淋水整体性封闭层，并达到稳定巷道围岩及防水、防潮的效果。适用于巷道顶板大面积淋水。

优点：把巷道淋水集中导出；缺点：封闭性差。

（三）全长锚固锚杆及注浆锚索防止支护钻孔涌水技术

巷道直接顶为花岗岩，巷道淋水主要通过原端头支护的锚杆、锚索孔导出，将原设计锚杆端头锚固变更为全长锚固，锚索变更为注浆锚索，采用树脂药卷端头锚固其余部分采用注浆封堵。适用于围岩稳定地带。优点：有效的封堵小型裂隙以及裂隙水；缺点：施工困难，大型裂隙以及构造封堵型。

（四）化学浆液应用于巷道注浆堵水及裂隙充填与巷道加固技术

1.马丽散E的性能

马丽散E是一种低粘度，双组份合成高分子聚亚胶脂材料，用高压灌注进行加固时，树脂和催化剂混合后进行反应，当它被高压推挤，注入到煤岩层或混凝土裂缝（在高压作用下可以使煤岩层的闭合裂隙张开），可沿煤岩层或混凝土裂缝延瞻直到将所有裂隙（包括肉眼难以觉察的裂隙及在高压作用下重新张开的裂隙）充填满，有效地增加巷道围岩的自身强度，从而提高其稳定性。

2.注浆实施

（1）注浆孔位置。根据出水点分布及巷道断面大小每排布置5个注浆孔。注浆孔的排间距为2000mm（根据現场实际情况及注浆扩散情况对孔深及注浆孔的间排距进行及时调整）。

（2）注浆孔参数。孔深3000mm，孔径为42mm，垂直巷壁钻孔。注浆钻孔布置示意如图2所示。

（3）钻孔。使用钻具按要求钻孔，保证孔深、孔径及钻孔位置达到要求。

（4）封孔位置。封孔器在1.5m处进行封孔，根据现场注浆实际情况进行适当调整。

（5）注浆管路。封孔器里面接1m花管，中间接1个封孔器，外面接2m注射管，最后接一快接头与注射枪连接注浆。注浆系统示意如图3所示。

（6）注浆压力的确定。 注浆压力是推动浆液在含水层裂隙及溶洞内运动、扩散、充塞压实的动力。是注浆参数中最重要的参数之一，设计正常压力为4～5MPa，终压<13MPa。

二、结论

通过对巷道地质构造的识别以及辨识，加强了工作人员的施工安全，以及施工人员对巷道支护方式的选择。通过采取超前释放钻孔与锚索滞后相结合防水技术、WG 抗腐蚀抗裂防水剂锚喷工艺、全长锚固锚杆及注浆锚索防止支护钻孔涌水技术及化学浆液应用于巷道注浆及加固技术，有效地解决了现有地质条件的所面临的问题。

参考文献：

[1]刘建超.石槽村煤矿顶板群孔疏放水技术研究[D].西安科技大学，2014.

[2]车鸿焕.梁宝寺煤矿顶板砂岩裂隙水防治技术[J].华北科技学院学报，2007.