某矿运输大巷漏冒点治理方案设计与应用

发布时间：2020-08-11 10:37:07　来源：浏览量：

一、中六运输大巷漏冒点情况简介
2018年3月中旬，中六运输大巷中段发现有一处顶板漏冒严重，严重段约8米长，漏冒矸石导致漏冒点巷道基本被堵塞，漏冒点淋水严重、风速极大，漏冒段以里巷道积水严重。
二、前期治理情况
先对巷道积水进行处理，然后采取由外向里逐架套U型棚的方式对漏冒点进行处理。
套棚结束后，及时对套棚段巷道进行喷浆、注浆加固。在注浆加固的过程中，由于漏冒点淋水严重，加上原漏冒点冒落范围较大，治理工程暂停。
后期由于顶板来压，导致该段巷道U型棚变形严重。（详见图1.中六运输大巷漏冒点处U型棚治理前变形情况图）

图1.中六运输大巷漏冒点处U型棚治理前变形情况图

三、中六运输大巷漏冒点治理方案设计
1、利用钻场放水孔和现场现有放水孔作为疏导、降压，避免在注浆过程中，漏冒点出现来压导致顶板胶结后再次被破坏。
2、先期采用新型注浆材料固瑞特配合注浆锚索对漏冒点及其附近的U型棚进行注浆、耦合加固。
3、然后采用新型注浆材料——久米纳矿用无机加固双组份速凝材料（KWGJ-4））应用于漏冒点治理工程，同时采用新型煤矿用液压注浆泵（ZBYSB40/22-7.5型）进行辅助注浆，确保该漏冒点顶板岩体基本形成一个整体，基本杜绝了漏冒点影响范围内的松散岩体大面积片漏的安全威胁。
4、待探查、论证完毕后，再采用巷修机对该修护段进行辅助刷帮、挑顶、拆除旧U型棚等工作。
5、改棚完成后，再采用新型注浆材料——久米纳矿用无机加固双组份速凝材料（KWGJ-4））配合注浆锚索对漏冒点处的U型棚进行注浆、耦合加固。
四、治理方案实施过程及要点分析
（一）漏冒点前后巷道注浆、耦合加固
1、技术参数选择
注浆锚索采用∮21.8mm×6250mm中空注浆锚索，注浆锚索间距1.2m；每眼用2卷MSK2880树脂锚固剂，采用固瑞特GRT（201）进行注浆加固，锚索预紧力不小于240KN；锚索托梁采用11#工字钢加工而成，长度1600mm。锚索安装好后，尾部露出锁具150～250mm。锚索必须加垫65×100×10mm小托盘。（详见图2.中六运输大巷U型棚注浆加固段施工断面示意图、图3.中六运输大巷U型棚注浆加固段支护断面展开图）

图2.中六运输大巷U型棚注浆加固段施工断面示意图

图3.中六运输大巷U型棚注浆加固段支护断面展开图

2、注浆锚索简介
中空注浆锚索具有强度高、预应力大、加工简单、安装方便等优点。用钢绞线制作的可弯曲索体可根据现场要求加工成不同长度的锚索，且安装不受空间的限制，可采用树脂端锚也可进行注浆全锚，其支护和加固围岩的范围大，安全可靠性高，降低了巷道支护的工作量和成本。采用高强锚注锚索支护，可以利用浆液封堵围岩裂隙，隔绝空气，防止围岩风化，且能防止围岩被水浸湿而降低围岩的本身强度，此外，通过注浆可以实现锚索的全长锚固，阻止水对锚索的持续腐蚀侵害。
注浆后浆液将松散破碎的巷帮胶结成整体，从而改善了巷帮的内聚力、内摩擦角及弹性模量等物理力学性质，进而提高了巷帮的整体强度，实现利用围岩本身作为支护结构的一部分；且与原岩形成一个整体，使巷道保持稳定而不易产生破坏。高强注浆锚索破断力42t以上，在安装过程中采用锚固剂进行端头锚固，并采用高预紧力紧固（达10t以上），因此，在不注浆的情况下也能立刻承受较大载荷作用，能够有效提高支护结构的整体性和承载能力。
附表1：中空注浆锚索主要技术参数

型号	SKZ22-1/1860
长度（mm）	6250
公称直径（mm）	21.6
破断强度（MPa）	≥1860
锚索破断力（KN）	≥400
锚索抗拔力（KN）	≥265
延伸率%	≥3.5%

（二）漏冒点处巷道注浆加固
1、技术参数选择
采用特制注浆锚杆配合新型注浆材料——久米纳矿用无机加固双组份速凝材料（KWGJ-4）、ZBYSB40/22-7.5型煤矿用液压注浆泵辅助注浆。
2、久米纳矿用无机加固双组份速凝材料（KWGJ-4）简介
久米纳矿用无机加固双组份速凝材料是通过注浆泵注入破碎的煤岩体中，快速加固松散的煤岩体，防止片冒。主要应用于工作面过断层的注浆加固、沿空掘巷小煤柱的注浆加固（无需提前喷浆）、受高应力及采动影响的巷道进行全锚支护（包括原支护）。初凝快，抗压强度高。
附表2：久米纳矿用无机加固双组份速凝材料（KWGJ-4）加固材料技术参数

项目	单位	数值
5h抗压强度	MPa	≥25
1d 抗压强度	MPa	≥30
3d 抗压强度	MPa	≥47
7d 抗压强度	MPa	>55
5h 抗折强度	MPa	≥4.1
1d抗折强度	MPa	≥4.2
3d抗折强度	MPa	≥4.5
7d抗折强度	MPa	≥6.7
粒径	um	0-15
初凝时间	s	70-118
终凝时间	s	150-240
施工温度	℃	5-35
水灰比		0.3:1/0.35:1
A、B组份使用配比（体积）		1:1

3、注浆孔布置位置、孔径
在漏冒点处顶部位置先采用锚杆钻机打一个注浆孔，注浆孔Φ=32mm，深度L=8m，然后将加工好的注浆管路配合配套接头进行安装。里端安装一根长2米Φ4′套管，外端安装3根长2米Φ4′实管，确保封孔质量，不得跑浆。
后期根据注浆效果按照上述步骤重新进行布孔、补注。
4、实施步骤及存在问题分析
⑴实施步骤
按照打、装注浆管路——注浆——清理的顺序依次进行。
⑵存在问题分析
由于久米纳矿用无机加固双组份速凝材料初凝快，在注浆过程中，有可能将现有导水通道堵塞。因此，在注浆过程中，应安排专人对注浆段巷道进行观测，一旦发现导水通道被堵、巷道变形等异常情况时，必须及时停机。
（三）漏冒点处改棚
1、技术参数选择
采用29“U”型棚支护，棚距中—中600mm，钢筋背板（规格：650×560mm,钢筋为10mm、8mm，网眼50×50mm）配合板皮花背。断面规格：B×H=3.6m×3.4m。
2、实施步骤及存在问题分析
⑴实施步骤
按照顶板探查——刷顶——移前探梁——上梁——过顶——刷帮——挖腿窝——栽腿子——腰帮——拆除旧U型棚——清理的顺序依次进行。
⑵存在问题分析
个别地点帮部及肩窝胶结不是太好，改棚时必须按照由外向里，逐棚施工的顺序依次进行，并且要采用铁撞楔、板皮或半圆木进行超前过顶。另外，为防止顶板等此生事故发生，超前采用单体对变形段U型棚进行逐棚打点柱临时加固。
改棚期间，根据导水通道的变化，将漏冒点处的淋水进行引流，避免了施工期间人员淋水作业的安全隐患，确保施工期间安全。
（四）漏冒点处后续加固
1、技术参数选择
采用注浆锚索配合新型注浆材料——久米纳矿用无机加固双组份速凝材料（KWGJ-4）进行永久加固。
2、实施步骤及存在问题分析
⑴实施步骤
按照喷浆——打、装注浆锚索——注浆——清理——上托梁、小托盘——张拉锚索——清理的顺序依次进行。
⑵存在问题分析
由于久米纳矿用无机加固双组份速凝材料初凝快，在注浆过程中，有可能将现有导水通道堵塞。因此，在注浆过程中，应安排专人对注浆段巷道进行观测，一旦发现导水通道被堵、巷道变形等异常情况时，必须及时停机。
注浆应按照由帮到顶的顺序依次进行，注浆锚索注浆完毕后，必须及时采用配套托梁进行张拉，确保巷道稳定。
后期加固完毕后，可根据实际情况完全封闭淋水通道。
五、取得效果
1、经济效益。工期短，本次治理用时约1个月。如果采用地面钻探治理或其他方式进行，不但成本高，工期长，而且治理难度较大。
2、生产效果。避免了因漏冒点无法治理而改道的风险，为我矿中六采区系统的下一步准备提前打开通道。
3、安全效果。将巷道修复机、新型注浆材料等“四新”技术应用于漏冒点治理，确保漏冒点治理工程安全、高效、如期完成。
4、中六运输大巷漏冒点治理方案成功应用，为我矿乃至集团公司各矿类似治理工程的应用提供一定借鉴。