潘一礦西三13槽軌皮聯(lián)巷注漿加固設(shè)計(jì)

潘一礦西三13槽軌皮聯(lián)巷注漿加固設(shè)計(jì)

潘集-石軌道13號(hào)是連接西三13號(hào)公路和西三環(huán)公路的連接道路。這條路大約有80米長(zhǎng)。經(jīng)過幾年的使用，道路變形嚴(yán)重，局部變形嚴(yán)重，影響了道路的正常使用。同時(shí)，道路受到土壤肥力的影響，原有的維護(hù)方法不能滿足土壤肥力變化的要求。局部出現(xiàn)了一些頂板傾斜，嚴(yán)重影響了道路的使用安全。為了保證巷道的服務(wù)年限,需要對(duì)該巷道進(jìn)行修復(fù),潘集一礦采用錨桿支護(hù)方式對(duì)其進(jìn)行加固,但巷道受多種因素的影響,巷道頂板破碎,錨桿支護(hù)方式不能發(fā)揮自身優(yōu)點(diǎn),沒能改善巷道的使用狀況,因此,通過改善圍巖結(jié)構(gòu)及其性質(zhì),提高圍巖整體性和自身承載能力是實(shí)現(xiàn)潘集一礦西三13槽軌皮聯(lián)巷支護(hù)條件改善的有效途徑,注漿可以提高圍巖的整體性,對(duì)巷道支護(hù)效果提高具有重要作用。1采礦地條件1.1被動(dòng)支護(hù)與u型棚支護(hù)方式的影響西三13槽軌皮聯(lián)巷高度約為3.0m,巷道寬度約為4.0m,巷道使用3#及4#U型棚進(jìn)行支護(hù)。U型棚支護(hù)方式雖然對(duì)巷道圍巖提供較高的支護(hù)強(qiáng)度,并能適應(yīng)巷道較大的變形,但U型棚支護(hù)方式屬被動(dòng)支護(hù),對(duì)圍巖不能及時(shí)封閉、圍巖易風(fēng)化,從而不斷的降低了巷道的自承能力,不利于對(duì)圍巖的控制,特別是在高應(yīng)力區(qū)易造成支架變形,導(dǎo)致巷道需重復(fù)修復(fù),增加了巷道支護(hù)費(fèi)用高,在巷道使用中出現(xiàn)局部冒頂?shù)那闆r,U型棚上方頂板冒空而失去了其支護(hù)作用。西三13槽軌皮聯(lián)巷布置如圖1所示。1.2花斑泥巖砂泥質(zhì)結(jié)構(gòu)西三13槽軌皮聯(lián)巷支護(hù)影響范圍內(nèi)的頂板性質(zhì)自下而上分別為:(1)砂質(zhì)泥巖,深灰色,砂泥質(zhì)結(jié)構(gòu),含大量植物化石,質(zhì)軟易碎,厚約5.0m。(2)花斑泥巖,灰色為主,紫紅色花斑,局部含菱鐵,少量滑面,厚約6.4m。(3)砂質(zhì)泥巖,深灰色,砂泥質(zhì)結(jié)構(gòu),含大量植物化石,質(zhì)軟易碎,厚約5.0m。(4)花斑泥巖,灰色為主,紫紅色花斑,泥質(zhì)結(jié)構(gòu),局部含菱鐵,少量滑面,厚約10.5m。(5)砂質(zhì)泥巖,灰色,上部含砂較多,含少量植化碎片,厚約3.9m。(6)粉細(xì)砂巖,灰色,粉砂結(jié)構(gòu)為主,中部含較多細(xì)砂,局部含植化碎片,厚約2.2m。2圍巖支護(hù)難度潘集一礦西三13槽軌皮聯(lián)巷經(jīng)過多年的使用,巷道變形和破壞劇烈,存在以下修復(fù)難點(diǎn):(1)僅采用U型棚支護(hù),其收縮變形較大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能抵抗巷道應(yīng)力釋放的要求,不能從根本上控制圍巖變形。(2)巷道頂板破碎,圍巖條件較差,且巷道變形不均勻,導(dǎo)致巷道頂板應(yīng)力差異較大,增加了圍巖控制的難度。(3)西三13槽軌皮聯(lián)巷受地質(zhì)條件的影響,本身所受的地應(yīng)力較大,增加了巷道支護(hù)難度。(4)巷道沿煤層頂板掘進(jìn),巷道坡度變化較大,深部圍巖受到嚴(yán)重破壞,巖石松動(dòng)圈逐漸擴(kuò)大。通過分析,提出采用錨注支護(hù)方式對(duì)西三13槽軌皮聯(lián)巷實(shí)行圍巖加固修復(fù)。3噴霧劑的技術(shù)研究3.1煤基土地的基巖結(jié)構(gòu)注漿材料的選取主要考慮下列原則:漿液粘度低,凝膠時(shí)間可調(diào)、可控,可注性好、穩(wěn)定性好;與煤巖有良好的粘附性,結(jié)石率高,結(jié)石體最終強(qiáng)度高。西三13槽軌皮聯(lián)巷采用單液水泥漿,水灰比為0.75:1,并采用礦渣硅酸鹽水泥P.S32.5。3.2砂漿孔的注置方法注漿孔的布置是注漿過程中的關(guān)鍵步驟,對(duì)其技術(shù)有著嚴(yán)格的要求:3.2.1壁后充填孔聯(lián)合墻組合3#U型棚架棚段采用壁后充填加固,深淺孔結(jié)合。每排布孔5個(gè),間距1.5m,排距2.4m。拱基線以上每排布孔3個(gè),孔深1.5m,直墻部分每排布孔2個(gè),孔深1.5m,下扎30°,距底板不大于0.5m;4#U型棚架棚段采用壁后充填加固,深淺孔結(jié)合。每排布孔5個(gè),間距2m,排距2.4m。拱基線以上每排布孔3個(gè),孔深1.5m,直墻部分每排布孔2個(gè),孔深1.5m,下扎30°,距底板不大于0.5m。3.2.2使用26.0ml砂漿管75×3.25(壁厚)的鐵管加工,頂、肩管采用長(zhǎng)管,長(zhǎng)度1000mm,管上打花孔;底管采用短管,長(zhǎng)度500mm。3.2.3注油壓力注漿孔布置方案如圖2所示。3.3制作注漿管考慮到巷道周圍復(fù)雜的地質(zhì)條件,特選用QZB-50/60型氣動(dòng)注漿泵,注漿管采用D20mm鍍鋅管制作,壁厚2.5mm管長(zhǎng)1.5m,一端加工40mm螺絲,注漿封孔長(zhǎng)度為1.4m。注漿管注漿后可以作錨桿使用,提高巷道的自承載能力。3.4礦渣土石料添加量混凝土充填料漿注漿為了能夠更好的修復(fù)巷道,保證注漿的效果,對(duì)注漿質(zhì)量提出以下要求:(1)噴厚:100mm(以能形成有效的止?jié){層為準(zhǔn))。(2)混凝土配比:水泥:黃沙:瓜子片=1:2:2,水灰比0.45,礦渣硅酸鹽水泥P.O32.5,中砂,瓜子片粒徑5~15mm。速凝劑摻量為水泥重量的3%。混凝土強(qiáng)度等級(jí)C15,連續(xù)灑水養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7天。(3)注漿順序:同一斷面,由下向上逐孔注漿,先底孔,后幫孔,再頂孔。(4)利用注漿泵注水或單液漿測(cè)壓,壓力必須達(dá)到2Mpa以上。4注漿加固方案的效果西三13槽軌皮聯(lián)巷支護(hù)段長(zhǎng)度約為60m,巷道經(jīng)注