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  • 煤炭工程论文发表答辩 新型注浆材料在回风立井施工中的应用_论文



    步步高论文发表www.lunwenup.com 更新时间:2014-10-15 20:51

      摘  要:针对朱集煤矿巷道岩性破碎,采用U型棚支护的特点,应用岩体注浆理论和从施工角度出发,采取分步注浆的注浆工艺,首先对棚后和巷道围岩浅部注浆,再对深部进行注浆,加快了注浆施工的进度,并保证了良好的注浆效果。
      关键词:破碎软岩巷  注浆加固  方案
      1. 工程概况
      淮南矿业集团朱集煤矿,设计年生产能力400万吨,位于淮南市潘集区境内。设计分为两个生产水平,其中一水平设于-906m(累深930m),开采13-1煤层;在-985m(累深1009m)设一辅助水平,开采11-2煤层;二水平标高暂定-1070m(累深1094m),开采B组煤。现主要施工-906m水平,巷道及硐室断面多数在15~20m2以上,支护形式以锚网喷索、架喷为主,但施工后不到一个月的时间,地压显现明显,部分巷道出现顶板浆皮开裂、帮部来压、底板底鼓的现象,2个月后巷道普遍发生变形。由于地压大、岩性松软,锚索受力拉断、29U型棚变型扭曲,巷道断面缩小,严重影响了巷道的使用。为此决定对巷道进行加固注浆,以保证巷道的安全使用。
      2. 注浆参数和注浆材料
      2.1注浆参数
      主要包括:钻机与注浆泵选型、注浆孔深度、注浆压力、浆液扩散距离、注浆孔排距、间距。注浆参数选择合理得当,对围岩加固的质量、巷道的稳定、工程的核算等有息息相关的联系。选择合理的注浆参数要根据巷道的地质条件和现场实际情况。
      (1)钻机选择。针对本工程特点,选择井下巷道预注浆选用全液压坑道钻机。这种钻机具有低转速、大扭矩、工艺适应性强、技术性能先进和结构合理等特点,而且操作省力,安全可靠,解体性好,搬迁方便,很适于井下深浅孔施工。
      (2)注浆泵选择。根据施工设计要求,选择注浆泵的注浆压力变化范围大,泵量档次多,既可注单液浆,又可注双液浆的体积小、性能稳固、操作方便的设备。
      (3)注浆孔深度:注浆孔浅孔应将U型棚棚后充填密实,注浆孔深孔应将巷道外侧的松动圈围岩通过浆液充填扩散至裂隙中,并胶结成整体,形成坚固的帷幕层,从而达到加固围岩及增强围岩整体、均匀抵抗地压的作用。所以深孔眼深3m,浅孔眼深2m,底板孔眼深均为2m。
      (4)注浆压力:巷道所穿过的岩层含水少,无静水压力,只需克服浆液流动时的阻力,深孔注浆终孔压力为4MPa,浅孔及底板孔注浆终孔压力为2MPa,稳定15分钟后停止注浆。注浆压力,是推动浆液克服各种流动阻力,使浆液扩散,充填密实的动力,是注浆的重要参数。在基岩裂隙中,宜采用2~2.5倍静水压力,在软岩和破碎带中,初期宜采用1.5~1.6倍,中期采用2.0~2.5倍,后期为3.0~3.5倍的静水压力。
      (5)注浆孔布置:排距4米,每排布置5个孔;在巷道正顶布置一个注浆孔,两侧墙部距底板不大于300mm处各布置一个注浆孔,然后两侧肩窝处各布置一个注浆孔;底板孔每排3个
      2.2注浆材料
      选用P.O42.5普通硅酸盐水泥;浅孔孔口管规格为ф26.75×3.25×1200,深孔孔口管规格为ф26.75×3.25×2000;固定孔口管材料采用Z2350型锚固剂或砂浆。

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      2.3注浆方式
      注浆材料采用水泥—水玻璃双液浆,水灰比为0.75:1~1:1,水泥浆与水玻璃的体积比为2:1~3:1,水泥标号为P32.5级,水玻璃波美度为35~40Be。
      2.4浆液注入量
      根据下式计算为:
      V= AπR2βηH/m
      式中:V :浆液注入量,m3;A:浆液损失系数,取1.2; R:浆液扩散半径,取5米;Β:岩层裂隙率,取2﹪~5﹪;η:浆液在裂隙内的有效充填系数,一般0.8-1.0,取0.9;H:注浆段长,40米;m:浆液结石率,一般为0.8-1.0,取0.9;根据经验和《手册》的要求,选择为:静水压力的2~2.5倍。
      2.5注浆流量
      注浆过程中,由于浆液的充填作用,裂隙逐渐被充塞,流量则随注浆压力的升高而减小。为增加浆液的注入量和提高注浆效果,流量越小越好,但太小容易被地下水稀释,影响结石体的强度和结石率,所以,在基岩裂隙中流量以50~60L/min为宜,在软岩和断层带中,以大于或等于20L/min,稳定时间大于或等于15min较合适。
      3. 施工设备
      钻孔设备:墙部采用风动7655风动凿岩机,配ф32mm“一”字钻头,B22中空六角钎杆;拱部采用MQT-120型锚杆机,配ф27mm麻花钻头,B19中空六角钎杆,然后用凿岩机扩孔,扩眼深度为孔口管长度。注浆设备:注浆泵型号为KBY-50/70型,制浆采用0.3m3搅拌桶。
      4. 施工要点
      由于棚后充填的矸石及围岩破碎,给造孔带来极大的困难,为了减少施工中的难度,先按8米的排距造浅孔,待孔口管埋设好后再喷浆和注浆,等到浅孔注浆压力达到后,棚后的间隙及围岩浅部已经充填密实,在每排孔之间均增加一排深孔,最终达到排距4m。
      各注浆孔的注浆顺序按照先低后高的原则,即先注墙部底角的孔,待墙部底角孔都注完后,再注肩窝处的孔,最后注顶板孔。
      对于软岩、断层破碎带塌孔的处理方法 :先用小1~2级的孔径打到设计深度,用稀浆进行一次高压固结注浆,使其达到维护孔壁作用,然后扩孔,顺利通过塌孔层位;然后采用合理钻进参数。
      5. 效果检验
      注浆加固的质量检验可以通过注水试验即可得知,按照巷道长度每15~20m在拱顶打一个深孔,根据各个孔注水量的多少来判断加固的质量。然后又在拱顶设置了多点位移计,观察顶点离层深部位移;通过近2个月的观测,巷道顶板位移量极小,也没出现浆皮炸裂的现象。

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      参考文献:
      [1] 尤国忠, 贾延民, 李耀伟. 新型注浆材料在回风立井施工中的应用[J]. 中州煤炭, 2011(9).

     

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