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锚杆注浆技术的发展方向与展望
日期:2014-12-30 12:19:13  浏览量:1289

1建立岩巷边掘边注的加固长效机制 围岩注浆加固是利用浆液把围岩的各种弱 面充实,并把弱面充填体与四周岩体重新胶结 起来,从而提高围岩的整体稳定洼及其力学性 能,改善围岩的物理指标,注浆可以达到以下效 果: 4.1.1提高岩体强度,改善弱面的力学性 能。即提高裂隙的粘聚力和内摩擦角,增大岩体 内部岩块间相对位移的阻力,从而提高围岩的 整体稳定陛。 4.1.2形成承载结构。对破碎松散岩体中的 巷道注浆加固,可以使破碎岩块重新胶结成整 体,形成承载结构,充分发挥围岩的自稳能力。 4.13改善赋存环境。软岩巷道围岩注浆 后,浆液固结体封闭裂隙,阻止水气浸入内部岩 体,防止水解风化,保证围岩力学性质合理,实 现长期稳定。 4.2修护巷道推广两次耦合加固技术 五沟煤矿10煤顶底板虽为粉砂岩,但层理 发育,强度较低,受采动影响之后,裂隙交错,巷 道围岩变形速度快、位移大。受采动压力影响, 围岩裂隙被激活或产生新的裂隙,造成巷道的 支护体不能承受上部松散岩石的重量而屈服破 坏。在实际锚注过程中,由于有些巷道失修严 重,围岩破碎,存在~It的裂隙,现场表明,在打 1-0米以上的钻孔时出现了严重的卡钻现象,钻 杆无法拔出,因此采用了两步耦合注浆加固。 4.2.1两步耦合注浆加固机理 首先对巷道浅部围岩进行注浆,达到封闭 围岩表面裂隙、充填巷道壁后空隙的目的,同时 也为深部注浆提供条件;然后二次深孔注浆,高 压浆液充填深部围岩裂隙,消除弱面,增强围岩 的强度与剐度,使围岩的状态由弱面失稳转变 为围岩本身控制,从而提高了围岩的自身承载 能力,使支护体和围岩之间达到强度、刚度及变 形上的耦合,改善围岩承载状况。 4.2.2两步耦合注浆加固参数设计及优化 4.22.1合理设计注浆参数 (1)注浆压力受围岩特性、注浆能力、注浆 方式等因素的影响。若注浆压力过小,浆液难以 向围岩中扩散,达不到预期的注浆效果;若压力 过大,则会导致浅部注浆过程中巷道表面出现 冒顶、片帮或开裂。在浅部注浆时,由于巷道表 面和围岩发育,岩块破碎,采用的注浆压力不宜 过大,初步确定为1~2MPa;深部注浆时,注浆压 力确定为2--4MPa。 (2)注浆量。浆液的注人量受到注浆压力、 注浆时间、围岩裂隙的发育程度及破碎状况、渗 透l生等因素的影响。为保证巷道围岩裂隙被充 填密实,注入的浆液尽量保证裂隙被充填满,施 工中注浆量以达到注浆压力时为止。 (3)注浆孔的布置。考虑围岩浅部裂隙较为 发育,为防止浆液向外流失,应有一定封孔深 度,即注浆孔不能过浅;同时为了克服钻进时出 现卡钻现象,实践表明初次注浆孔深度在1.(】~ 1.2米为宜。二次耦合深孔注浆时,要根据围岩 松动圈确定锚杆的长度,二次耦合注浆锚杆长 一般在2.0米以上。 (4)注浆孔的间排距。注浆孔的间排姬主要 由浆液的扩散半径确定。为达到注浆效果,两孔 的孑L距应保证注浆后浆液渗透范围由一定的交 叉,所以应小于2倍的扩散半径。 (5)二次耦合注浆加固合理时间的确定。初 次浅部注浆加固后,合理确定二次耦合注浆加 固时间十分重要,过早或过晚都达不到耦合的 效果。由于注浆材料主要材料为水泥,而水泥达 到支护强度的时间一般为28天,所以二次耦合 注浆滞后时间以一个月为好。 4.2.2.2注浆材料的选择 注浆材料由无机和有机两个系列,由于有 机材料价格昂贵,一般不予采用,而无机材料价 格较低,被广泛应用。无机材料以水泥(主料)+ 水玻璃(速凝剂)为主。为了减少浆液流失,提高 凝固速度,浅部初次注浆一般采用水泥+水玻璃 双液浆。而深部二次耦合注浆一般采用水泥单 液浆,确保更高的支护强度。 4.2.2-3施工工艺。巷道围岩注浆加固质量 的好坏,在很大程度上取决于注浆施工工艺。围 岩浅部注浆时采用双液注浆;围岩深部注浆时, 由于浅部围岩被浆液充填密实,封闭了很大围 岩,提高了围岩强度和改善了围岩凿岩条件,漏 浆问题得到很好的解决。因此,采用工艺简单、 便于操作的单液水泥浆。两步耦合注浆加固施 工工艺如下:封闭巷道表面裂隙——钻孔—— 封孔——注浆——管道与设备的清洗。

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