动压影响下的巷道深浅孔注浆加固技术研究

陈 帅

（晋能控股煤业集团晟泰能源投资有限公司机电安装分公司，山西 临汾 043500）

1 4313 工作面概况

晋能控股煤业集团长平矿43132 巷为4313 大采高工作面回风巷，作为下一个工作面的进风巷，是典型的二次采动影响巷道。巷道工作面采高6.0 m，沿顶沿底掘进，宽度为5.5 m，采用U+L 通风方式，净煤柱宽度为35 m，巷道围岩强度低，节理、裂隙发育，煤柱稳定性差。受4313 工作面回采动压影响，巷道变形极大，难以保留。针对此问题，负责43132 巷现场施工的晟泰公司采用深、浅孔交替注浆技术加固围岩，有效加固了巷道松软破碎区，提高了巷道围岩的整体强度和锚固力，对巷道变形起到了很好的控制作用。4313 大采高工作面巷道布置图如图1 所示。

图1 4313 大采高工作面巷道布置图

2 注浆加固方案

2.1 深、浅孔交替注浆

根据43132 巷现场条件，巷道受采动影响，表面围岩极度破碎，浅部破碎围岩导致注浆时漏浆严重，大大影响注浆效果。基于此，提出了采用深、浅孔交替的注浆方案：先在巷道浅部围岩处进行浅孔注浆，以提高表面围岩强度、封堵围岩表面裂隙；再进行深孔注浆以加固围岩深部，使围岩成为完整承载体[1-2]。采用深、浅孔交替注浆技术对巷道进行加固，当工作面推进至距离回采巷道200 m 时，先进行浅孔注浆，以加固表层围岩，待工作面推进距回采巷道100 m时再进行二次注浆加固。经过二次注浆加固，可有效改善巷道围岩力学性能，提高围岩承载力和整体性，控制巷道变形破坏。

2.2 注浆加固材料

注浆加固材料采用研发的新型双液加固材料，两种浆液在混合5 min 左右后失去流动性，15 min 后完全固化，浆液扩散半径可达3～6 m，浆液水灰质量比为（0.8～1.0）∶1，注浆过程中可根据围岩破碎程度和漏浆情况调整水灰比。新型注浆材料抗压强度如表1 所示。

表1 不同水灰质量比、不同时间下的新型注浆材料抗压强度 MPa

2.3 注浆加固设备

注浆加固设备采用2ZBQ 型注浆气动泵，该泵在井下所需供气压力为0.4～0.6 MPa，注浆压力可达0～19 MPa，结构可靠，使用时未出现超压问题。此外，还采用2 台QB150 气动式注浆搅拌桶，该搅拌桶质量小、易于搬运、搅拌效率高，可使浆液与水充分混合[3-4]。

2.4 注浆钻孔布置

基于深、浅孔交替注浆思路，注浆钻孔参数的确定如下所述。

2.4.1 巷道两帮注浆参数

根据实际情况，在43132 巷布置上下两排注浆钻孔，下排为一次注浆浅孔，上排为二次注浆深孔，上下排钻孔间距为2 000 mm，下排钻孔距离底板1 100 mm。结合长平矿现场注浆扩散半径，同排钻孔之间间距设为6 000 mm，注浆钻孔布置如下页图2、图3 所示。

图2 巷帮注浆钻孔布置平面图

图3 巷帮注浆钻孔布置剖面图

钻孔孔径为42 mm，钻孔垂直于煤壁打设，浅孔封孔深度不小于1 000 mm，深孔封孔深度不小于2 000 mm。一次注浆时水灰质量比为0.6∶1，二次注浆时水灰质量比为0.7∶1。A 料与B 料分别在不同的搅拌桶里搅拌，注浆时确保A 料和B 料浆液质量配比为1∶1。浅部一次注浆压力为1 MPa，深部二次注浆压力为2 MPa，且注浆压力可根据现场注浆量的大小和漏浆情况进行调整。

2.4.2 巷道底板注浆参数

为了从整体控制巷道围岩的有害变形，在巷道两帮注浆加固的同时进行底板注浆加固，以全面提高巷道整体强度，防止巷道底鼓间接引起的两帮变形破坏。钻孔布置在巷道中部，钻孔孔深6 000 mm，钻孔排距为3 000 mm，并可根据现场条件进行局部调整。钻孔采用TXU-75 型钻机打孔，钻孔与底板岩面垂直打设。采用一次性全长注浆，注浆终止压力为1.5～2 MPa。

2.5 防漏浆技术

漏浆是注浆过程中的常见问题，漏浆会导致巷道注浆量小，注浆压力不达标等一系列问题，严重影响巷道注浆的加固效果。根据现场注浆经验，漏浆时可采用间歇注浆防漏等技术，具体为：当巷道煤壁漏浆严重时，可暂停注浆或调整节流阀来降低注浆速度，停止注浆时间不得超过3 min，以防止浆液逐渐固化堵塞管路；每3 min 左右打泵一次，让活塞进行往返运动，以促进管内浆液蠕动，防止堵管；间歇性3 min 打泵一次，直到巷道表面浆液不外漏，表层浆液有初凝迹象，再开始正常注浆；如又发生严重漏浆，则继续重复此步骤。当遇到煤壁裂隙较大，无法通过间歇注浆止漏时，可采用棉纱、木屑等材料封堵裂隙，待封堵严实后再进行注浆，实现有效堵漏。

3 应用效果

在长平矿43132 巷进行了1 000 m 深、浅孔交替注浆试验，并对矿压进行监测。通过对矿压数据整理分析得到：采用深、浅孔交替注浆加固后，工作面两帮累计移近量约294 mm，顶底板累计移近量为394 mm，距工作面135 m 后的巷道变形趋于稳定，巷道得以顺利保留。该巷未注浆区域两帮变形量可达800 mm，顶底板变形量可达1 200 mm。通过对比可知，采用深、浅孔交替注浆加固围岩后，巷道变形明显减小，该技术对巷道变形破坏起到了很好的控制作用。