[摘要]通过对新安煤矿近水平采区变电所硐室半煤岩性质的围岩研究，摸索出符合该硐室实际情况、经济、合理的注浆加固技术。通过对半煤岩围岩采用注浆加固，增强了硐室的整体性及强度，有效地控制了帮部变形和底鼓，减少了返修次数，保证了矿井的安全和生产接续。
[关键词]注浆；二次加固；注浆工艺
新安煤矿近水平采区变电所硐室是半煤岩地质结构的硐室，巷道围岩采用锚梁网喷联合支护。但由于煤层底板为炭质泥岩，遇水极易膨胀，导致巷道底板底鼓和帮部变形较为严重。尽管采用卧底、刷帮等措施，但底鼓、帮鼓仍较为严重，造成多次反复压底，严重地增加了巷道的维修工程量，为此通过反复研究论证，决定采用锚梁网索+注浆+喷浆（浇筑）联合支护的方式对其进行二次加固。使巷道底鼓、帮鼓较为明显地得到控制，保证满足了设计的断面要求和服务周期。
1 工程概况
1.1 地质构造
近水平采区变电所硐室设计长度为59m，位于安口—新窑向斜轴部，地质构造简单，煤层顶底板有一定起伏，巷道层位处于4煤顶板与煤层结合部，4煤顶板岩性为泥质粉砂岩，天然抗压强度19.5MPa，饱和抗压强度6.91MPa，属软岩类。4煤底板为5煤顶板，以炭质泥岩为主，力学强度及坚固性极差，遇水易膨胀变形。
1.2 原支护参数
变电所硐室断面规格为半圆拱形断面，采用“锚、梁、网、喷”联合支护，联合支护方式为先初喷后锚再复喷。巷道断面毛宽5800mm，净宽5600mm，毛高4400mm，净高4000mm，巷道毛断面21.9m2,巷道净断面17.3m2。
锚索支护参数：锚索规格顶部采用Ф21.8mm、L=4300mm，间排距为800mm×800mm，每排11根；加强锚索采用Ф21.8mm、L=6300mm锚索支护，间排距为1600mm×1600mm，每排3根；帮部采用Ф21.8mm、L=3300mm锚索支护，间排距为800mm×800mm，每排4根。
2 加固方案
（1）在原巷道支护参数的基础上施工注浆锚杆和注浆锚索，并进行注浆加固，注浆加固结束后再进行全断面复喷加固。支护类型为“锚梁网索+注浆+喷浆（浇筑）”联合支护。
（2）硐室帮部采用?22mm×4300mm注浆锚索和?24mm×2500mm注浆锚杆加钢带进行二次加固支护，注浆锚索和注浆锚杆与原支护隔排插花布置，间排距为1600mm×1600mm。钢带采用12#圆钢加工，支护完成后采用C20强度混凝土复喷，复喷厚度30mm～50mm。硐室二次加固支护断面如图2所示。
（3）硐室底板待清理完成后先先使用混泥土铺底，厚度50mm。然后布置矩形网和钢带，打?24mm×2500mm注浆锚杆加固支护，间排距为800mm×1200mm，每排7根，垂直于底板布置。底板两边靠近帮部各施工1根?22mm×4300mm注浆锚索，排距为1200mm，每排2根，与底板呈45°夹角布置。注浆锚杆、锚索施工完成后采用C20混凝土浇灌，待凝固12小时后再进行注浆。布置方式见附图，注浆完成后采用C20混凝土浇灌处理。硐室底板注浆锚杆布置平面图如图3所示。
（4）树脂锚固剂：注浆锚杆、锚索全部采用K2350一支和Z2350一支进行端头锚固，其中K2350型树脂锚固剂全部前置。
（5）注浆锚杆托板规格为150mm×150mm×10mm，注浆锚索托盘使用180mm×300mm槽钢托盘或者耐压托盘（眼孔Ф24mm）。
（6）金属网采用2000×1000mm矩形网，网子压茬100mm～200mm,连网间距不大于200mm，采用双股14#扎丝扎成整体。
（7）钢带：采用直径12mm圆钢焊制。
（8）二次加固支护后的巷道表面采用喷射混凝土复喷支护，喷浆料配比为水泥、沙子、石子=1：2：2，水灰比0.4～0.45，速凝剂掺量为水泥重量的5%，水泥采用硅酸盐水泥，标号不低于425#，砂子、石子必须清洗。喷后要经常洒水养护，喷厚厚度50mm，混凝土强度不低于C20。
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3 注浆工艺
3.1 注浆设备
注浆前要将注浆所需的设备准备齐全。主要有：YT-29a风动凿岩机1台，ZQS-35/1.5型手持式气动钻机1台，PC8U型喷浆机1台，ZBYSB210/9-18.5型煤矿用液压注浆泵1台，搅拌机1台。如果注浆面积不大，搅拌机可用人工搅拌的方法代替。注浆锚杆及阀门若干个。
3.2 注浆孔布置
注浆孔布置在有围岩变形或淋水的区域范围内,其深度以穿透裂隙带为宜,根据该矿松动圈的厚度情况确定。用YT-29a风动凿岩机打眼, 孔径30 mm，锚杆注浆孔深为2.4m，锚索注浆孔深为4.1m；注浆孔垂直裂隙面；注浆孔间距应小于每孔的扩散半径。在完成一段巷道注浆后，效果不明显，可再在原来注浆孔中间补打1排孔作为复注注浆孔,以弥补初次注浆的不足, 保证围岩充分加固。
3.3 注浆、封孔和清洗管路
注浆锚杆和注浆锚索注浆顺序按照由底到帮的顺序施工。注浆锚锚杆注浆压力3MPa～5MPa，注浆料水灰比1:3；注浆锚索注浆压力7MPa～10MPa，注浆料水灰比1:3。压力较高时可暂停片刻再注；待注浆孔不进浆时,停止注浆进行封孔,关闭阀门。待0.5 h后将阀门从注浆锚杆（索）上卸下。注完浆后，注浆泵、管路及阀门等要用清水彻底冲洗干净。
4 注浆效果
经过对硐室内专设的 4个观测点进行连续1个多月的测试，结果为：注浆加固部分的巷道水平方向累计变形量为 0 mm～7mm，垂直方向为 0mm ～ 15 mm。注浆加固后，巷道变形得到有效控制。
5 结语
在变电所硐室围岩注浆加固成功实践的基础上,针对新安煤矿各巷道所存在的共性问题 (即围岩松软破碎、遇水易膨胀等特点给该矿岩巷支护工程所带来的困难),该矿拟在近水平采区水仓硐室、集中胶带下山等的部分岩巷中推广注浆加固围岩技术,使受破坏的围岩得到新的固化, 自身抗压强度得以提高,使其与“锚梁网喷”等形成支护体共同发挥支护作用,确保岩巷稳固持久、耐用,以达到减少返修、降低成本、加快进度、确保接替的目的。
［参考文献］
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