煤矿巷道掘进
张庆亮
[摘 要]本文从超前支护材料的选择、超前支护工艺流程、注浆施工工艺技术要求、注浆技术要求与安全措施等方面，分析煤矿破碎围岩巷道的超前注浆掘进支护施工技术。
[关键词]煤矿掘进；破碎围岩巷道；超前注浆；支护技术
中图分类号：TD265.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）27-0017-01
导言：对于煤矿井下掘进而言，不少矿井都存在小型构造发育与围岩破碎的情况，其巷道的开挖也对顶帮带来一定的影响，这个正常的巷道支护难度增添了不少的压力。有时巷道围岩极其破碎，以致成豆腐渣状，若采用锚网支护时，打眼也非常困難，夹钻杆现象非常突出。同时，挂过网的巷道一放炮就会出现很多网斗，成形极差，挂网又在破碎的空顶下进行，这也极不安全。到最后一般都是采用先超前注浆加固，然后再进行锚网支护的方法进行，这样操作收效甚好。
1 超前支护材料的选择
对于选择的锚注锚杆材料及结构而言，可选用的材料为：帮顶锚注锚杆长度为1200mm，外锚固段长度450mm，中部为带射浆孔的注浆段，长度600mm，钻有l0个孔径为8mm的注浆孔，均匀的布置。锚杆尾部有40mm长螺纹与注浆泵出浆管高压快速接头连接。外锚固段的密封，可采用圆环体状快硬膨胀水泥药卷，每根锚注锚杆用2支内径Φ23mm，外径Φ38mm，长150mm的药卷，其挡圈可采用6mm厚钢板加工而成。安装采用冲压管进行即可。注浆材料的选择原则，主要是考虑浆材结石体最终强度高、浆液流动性好、配比易调、浆材无毒无味，且成本低廉的。比如选用普通525#硅酸盐水泥加水配置而成，它的水灰比为0.7～0.8（重量比）。而注浆设备可采用镇江江城机械厂生产的QZB-50/6型双液气动注浆泵施工较好。
2 超前支护工艺流程
对于注浆加固技术的施工工艺过程一般为：先喷浆→打注浆锚杆孔→安装注浆锚杆→实施注浆→然后进行锚网支护。喷浆方法：为了防止注浆时漏浆，需要在巷道表面先行喷浆，其喷层厚度不需太厚。喷射混凝土的配比为：灰：砂子：石子为1：2：2。安装注浆锚杆方法：待喷浆凝固后，按设计要求打注浆锚杆孔，再安装注浆锚杆，并及时进行锚固和保护好锚杆的丝口。注浆方法：在注浆过程中，需要控制好注浆参数。具体方法为：①注浆压力。注浆压力则是浆液在围岩中扩散的动力，其直接影响注浆加固质量与效果。它也受地层条件、注浆方式、注浆材料等因素的影响和制约。因此，根据注浆的经验，最终注浆压力定为≥2～3MPa较合适。但是，在注浆过程中应注重加强观察，禁止进行破坏性的注浆；②注浆量。因围岩裂隙发育，围岩松动范围的不均匀性和岩性的差异，其围岩吸浆量的差别也较大，要本着既能有效地加固围岩，又要节约注浆材料和注浆时间的原则进行，根据此注浆经验，结合围岩的具体状况，可确定每孔注浆量≥50kg浆液；③注浆时间。为了有效防止浆液沿弱面扩散较远，从而造成的跑漏浆现象发生，注浆时在控制注浆压力和注浆量的同时，必须要控制好注浆的时间，使注浆时间不宜过长。相反而言，在围岩裂隙、孔隙、层位不很发育的地方，其吸浆速度较慢，注浆扩散较困难，为提高注浆效果，就必须在提高注浆压力的同时，要适当延长注浆的时间。具体根据实际情况而灵活掌握，以达到注浆量、注浆压力和注浆时间的可控性注浆效果。
3 注浆施工工艺技术要求
对于注浆施工工艺和方法而言，注浆前必须按要求把注浆设备、管路连接好，其中快速接头的连接要牢固。在确认系统连接准确、安全可靠后，方可注浆施工。具体方法为：①先按注浆要求把注浆泵站设在适当的通道内，并要提前做好供电、供水和供风试泵工作；②要联接好注浆系统管路设备，仔细检查注浆泵各部件，调节压力安全阀，先用水试压，以确保系统正常、管路连接可靠后，方可开始注浆施工；③要按施工要求配备人员，必须分工明确，听从现场负责人的统一指挥；④人工在配浆桶中配置、搅拌浆液要合适。其浆液水灰比为0.7～0.8，待搅拌均匀后经筛分制成注浆用的单液水泥浆即可；⑤为安全起见，注完浆后，要拧开注浆泵卸压阀。卸压后，卸下连接锚注锚杆截止阀上的注浆管，并将注浆管连接到下一个装有截止阀的锚注锚杆上，并进行下一个孔的注浆；⑥在注浆过程中，要随时观察记录各注浆参数的变化，就锚杆编号要建立档案，以利分析。与此同时，锚杆注浆工要随时观察巷道变形情况，假若发现围岩表面跑漏浆应及时用快凝水泥封堵，对漏浆量过大的，要暂停注浆，待封堵的快凝水泥凝固后再进行注浆；⑦对每次的注浆，可安排2个锚杆同时进行，而同排注浆顺序按由下向上进行，先注两帮后再注顶板；对于不同排的注浆顺序来说，要实行顺序注浆，并及时做好记录。对于每班注完浆之后，要用清水冲洗管路，以防止系统的堵塞。在注浆泵换档时，必须严格执行停泵后操作，然后再换档，以防止打坏齿轮现象的发生。
4 注浆技术要求与安全措施
1）注浆技术要求。喷浆一定要保证注浆质量和效果，可按如下程序操作：①锚杆位置、角度、规格严格按照设计要求施工。一般顶帮锚注锚杆间距为1500mm×1500mm；在打注浆杆时，必须要吹净眼内的碎渣，以保证注浆锚杆能顺利安装；②注浆要控制好浆液水灰比，对每一注浆孔都必须注到压力表达到设计的压力值为止。假若注浆量太大，此时一个班注不满时，可将该孔先停注，待下一班紧接着再注浆；各孔注浆结束后，待40min以上时间让所注的浆液初凝后，方可卸下截止球阀，再用快速水泥将孔封严封实；③在注浆过程中，其它注浆锚杆有漏液现象时，必须先将有漏浆的锚杆安上注浆连接头，并将截止球阀关闭；④对于注浆顺序来说。对于每一排注浆锚杆，可先从下部第一根依次向上进行，最后再注顶部的，而对于不同排的注浆锚杆，可依次顺序注浆即可。
2）安全技术措施。施工期间，要严格按照煤矿安全规程要求进行，具体做到以下几点：①在注浆时，其装卸枪头工要防止注浆管射出伤人；对注浆锚杆必须在眼内锚固好，以防止注浆时射出；在巷道拱部注浆时，人员严禁站在注浆锚杆的下方，以防止注浆时射出；喷浆必须要达到设计要求，以保证不漏浆；对于所有管路联接必须采用专用“U”型销子进行，而在销子联接处，要必须上紧销子，注浆管严禁对人，操作人员要接好管头后身体必须离开管头至少10m以上距离；②在交接班或注完浆后，必须及时用清水清洗拌料桶、注浆管路和注浆泵；③对施工用水泥，必须用专车运输，不准放在底板上或巷道潮湿处，严禁使用过期或结块的水泥；施工地点所有的材料、工具必须码放整齐，实现文明施工；④在施工时，必须首先检查施工地点及前后10m以内的巷道支护情况，若发现问题，必须立即处理，否则不准进行施工；在打眼时，风钻不要全速运行，钻腿不能顶的过紧，待打眼工撤到安全地点后再正常打眼，而钻机前方和下方还不准有人；⑤对于各种电气设备，必须杜绝失爆。电气设备的安装拆除必须严格按矿停送电制度执行，并有专人看护停电开关，严禁带电作业；⑥施工期间要搭设合适的脚手架，以方便施工，施工人员站在脚手架上进行，要时刻注意安全。
结束语：总而言之，岩巷掘进施工期间，既要保证安全，又要保证巷道的施工成形与质量。实践证明，对于破碎顶板巷道，采用注浆技术是非常有效的。但是，对于施工材料的选择、施工工艺、注意事项都要慎重对待，能够顺利的进行掘进是关键、基础，同时也为矿井破碎围岩掘进支护积累经验，下次类似条件下施工作参考。
参考文献
[1] 王仲亚.超前钻孔在突出煤层掘进过断层期间的应用[J].科技信息，2012，23：390-391.
[2] 韩爱文，等.超前预应力体系锚杆支护在巷道掘进中的防片帮应用[J].西部探矿工程，2011，5：170-172.
[3] 张炳军.超前注浆在破碎围岩掘进中的应用[J].陕西煤炭，2009，3：69-70.
[4] 曹呆军.超前预注浆加固技术在软煤巷道掘进中的应用[J].中州煤炭，2009，1：52-53.
