注漿加固在強(qiáng)動壓下軟巖巷道支護(hù)中的作用

郭 君

（汾西礦業(yè)集團(tuán)基本建設(shè)管理部，山西 介休 032000）

引言

在煤礦開采工作過程中，注漿加固施工技術(shù)作為一種高效的軟巖巷道支護(hù)施工技術(shù)方法，主要是通過注入某種漿液材料，有效達(dá)到煤礦井下軟巖巷道的支護(hù)作用和效果。這種注漿加固施工技術(shù)在實(shí)際使用過程中，主要是通過使用高壓加強(qiáng)設(shè)備，將預(yù)先制備好的漿液直接輸送到軟巖巷道支護(hù)設(shè)備當(dāng)中，而并非直接通過人工進(jìn)行巷道外表面涂抹或者是其他斷裂注漿的方法來進(jìn)行操作[1]?，F(xiàn)階段，注漿加固技術(shù)在我國各大煤礦巷道開采工作中應(yīng)用越來越普遍，尤其在一些強(qiáng)動壓向軟巖巷道支護(hù)工作中的應(yīng)用效果非常明顯，因此需要針對軟巖巷道支護(hù)工作要點(diǎn)進(jìn)行全面控制，有效保證注漿加固施工技術(shù)效果，提高煤礦巷道的整體安全性和穩(wěn)定性。

1 注漿加固技術(shù)應(yīng)用過程中的關(guān)鍵性問題

1.1 注漿孔布置問題分析

在煤礦井下如果遇到軟巖巷道結(jié)構(gòu)，通常情況下采用的是直接注漿加固方法來進(jìn)行處理，在加固工作當(dāng)中需要對注漿孔的位置進(jìn)行準(zhǔn)確設(shè)置，同時(shí)將預(yù)先準(zhǔn)備好的漿液材料進(jìn)行灌注，保證漿液材料可以完全灌滿整個(gè)軟巖巷道內(nèi)部。如果沒有柱狀孔則無法判斷具體需要注漿的具體位置，同時(shí)也無法有效判斷注漿總量的大小[2]。在注漿孔的設(shè)計(jì)工作方面，需要有效呈現(xiàn)出矩形設(shè)計(jì)工作形式，在注漿工作過程中，需要充分考慮到煤礦井下的環(huán)境條件因素影響，需要對注漿孔的位置進(jìn)行準(zhǔn)確設(shè)定，將其排列成不同的形狀，其中主要包含圓形或者橢圓形等，有效提高注漿工作效率。

1.2 注漿輔助管道問題

在注漿工作當(dāng)中，需要對輔助管道的位置進(jìn)行準(zhǔn)確設(shè)定輔助管道主要是對輔助漿液進(jìn)行輸送，提高注漿工作的整體工作效率。有效防止將液產(chǎn)生大量外漏，或者是將液產(chǎn)生反向溢出等情況。在此工作過程中，相關(guān)工作人員需要對注漿輔助管道的規(guī)格型號進(jìn)行確認(rèn)，有效結(jié)合煤礦井下軟巖巷道的整體分布條件情況進(jìn)行深入分析，通常情況下，注漿輔助管道的規(guī)格大小為30 mm×3 000 mm。如果遇到一些地質(zhì)比較松軟的煤礦井下軟巖巷道條件，則可以改換柱將輔助管道來進(jìn)行使用，需要對輔助管道的鉆孔數(shù)量情況進(jìn)行確認(rèn)通常情況下鉆孔數(shù)量不能超過15 個(gè)。在鉆進(jìn)工作當(dāng)中，如果輔助管道的數(shù)量設(shè)置過少會影響到注漿工作的效率，同時(shí)對漿液的成型效果也會產(chǎn)生影響，在注漿過程中需要有效防止出現(xiàn)漿液外漏情況，需要對注漿過程中的工作壓力進(jìn)行合理控制，如果壓力過大很有可能會出現(xiàn)管道破裂，影響最終的注漿工作效果[3]。

1.3 注漿工作壓力問題分析

注漿工作壓力通常情況下不能小于2.5 MPa，最高不能超過3 MPa，如果注漿壓力過低會造成大量的漿液一次性注入到煤礦井下軟巖巷道的支護(hù)設(shè)備當(dāng)中，如果壓力過大則會造成漿液一次性注入過程中出現(xiàn)輔助管道堵塞甚至碎裂等情況。當(dāng)注漿壓力達(dá)到一定程度之后，會直接關(guān)系到整個(gè)注漿加固技術(shù)的應(yīng)用效果，甚至?xí)κ┕と藛T的人身安全造成威脅。因此，在煤礦井下軟巖巷道加固工作過程中，需要對注漿加固施工技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用需要有效控制注漿工作壓力，同時(shí)需要對施工技術(shù)人員的操作方法進(jìn)行規(guī)范，有效保證煤礦開采作業(yè)工作的安全性，或者是可以通過使用可以自動調(diào)節(jié)壓力的注漿設(shè)備來進(jìn)行操作。

1.4 注漿材料的選擇和材料配比問題

在注漿過程中需要對注漿材料進(jìn)行合理選擇，主要是對材料的配比參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)定。在實(shí)際工作過程中，所選用的漿液原材料并不是一些常見的水泥砂漿或者是混凝土漿液材料，而是需要選用一些特殊的礦用硅酸鹽水泥材料，這種材料的性質(zhì)具有一定的特殊性，在注漿工作完成之后，整體的適應(yīng)性和材料強(qiáng)度都有著明顯的提升。

通常情況下，水泥漿材料如果產(chǎn)生凝固情況，則材料的性質(zhì)就基本不會出現(xiàn)比較明顯的變化，通常水泥漿材料所具有的特殊性質(zhì)，盡管在表面的使用效果上表現(xiàn)比較明顯，但是這種材料的硬度相對較大水泥砂漿材料，無法在一些復(fù)雜的地形環(huán)境下進(jìn)行使用，因此在軟巖巷道支護(hù)工作中所形成的影響也比較明顯，如果在煤礦井下工作過程中產(chǎn)生一些比較復(fù)雜的地形條件，會造成水泥沙漿在短時(shí)間范圍內(nèi)無法形成完全滲透，會出現(xiàn)明顯的內(nèi)部空洞問題，整個(gè)巷道的支護(hù)效果會達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)效果，甚至還會對整個(gè)井下作業(yè)環(huán)境安全性造成影響。

2 注漿加固技術(shù)的使用方法和技術(shù)要點(diǎn)

2.1 注漿孔

首先，在注漿工作中必須要對錨孔的設(shè)置位置進(jìn)行確認(rèn)，錨孔的位置設(shè)置直接影響到后續(xù)的加固效果，同時(shí)對于注漿孔而言需要結(jié)合實(shí)際的煤礦井下軟巖巷道的結(jié)構(gòu)工程情況，合理分析巷道結(jié)構(gòu)的構(gòu)成條件，避免受到周圍環(huán)境條件因素的影響而產(chǎn)生誤差，要二次確認(rèn)注漿孔的設(shè)置位置以及具體數(shù)量情況，避免出現(xiàn)注漿程度不足等方面問題[4]。

2.2 注漿泵和漿液攪拌機(jī)設(shè)備使用

在注漿工作當(dāng)中需要使用到大量的硅酸鹽水泥砂漿材料，通過專用的注漿泵設(shè)備以高壓的方式將硅酸鹽水泥材料，直接灌注到軟巖巷道的支護(hù)體內(nèi)部。通過砂漿的加固作用效果，可以提高軟巖巷道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，注漿泵在工作當(dāng)中主要是通過柴油發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的動力來進(jìn)行推動，通過生成巨大的工作壓力可以將事先準(zhǔn)備好的砂漿材料直接輸送到注漿孔內(nèi)部。在實(shí)際工作過程中必須要對注漿泵的工作狀態(tài)進(jìn)行檢查，有效控制注漿泵的工作壓力，同時(shí)還需要保證硅酸鹽水泥砂漿材料充分?jǐn)嚢杈鶆虮苊獬霈F(xiàn)凝結(jié)情況。在正式開始注漿工作之前需要對各種攪拌設(shè)備以及壓力設(shè)備進(jìn)行調(diào)通，通過關(guān)閉輸送漿液的閥門對水泥砂漿材料進(jìn)行充分?jǐn)嚢杼幚?，在該?xiàng)工作正式開始之前需要進(jìn)行1 min～3 min 的清水灌注處理工作，同時(shí)將管道內(nèi)部的漿液材料進(jìn)行二次質(zhì)量檢查，并且需要保證注漿閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，并且觀察水泥砂漿材料的均勻程度，避免在輸送過程中材料出現(xiàn)堵塞等情況，提高注漿工作效率。

2.3 注漿施工

在正式開始注漿工作過程中，相關(guān)工作人員需要時(shí)刻觀察注漿工作前后的硅酸鹽水泥沙漿液面的高低變化狀態(tài)，由于大量的硅酸鹽水泥材料沒有進(jìn)行充分均勻的攪拌，出現(xiàn)材料下沉和初步凝結(jié)情況，在灌漿工作過程中，如果工作壓力過大，會出現(xiàn)嚴(yán)重的漿液外漏以及管道堵塞等情況需要引起相關(guān)工作人員的充分重視。需要盡可能先停止注漿處理，先將注漿輔助管道當(dāng)中的硅酸鹽水泥砂漿材料進(jìn)行徹底清理，然后再通過使用特制的清潔劑對其進(jìn)行深度清理，隨后再進(jìn)行正常的硅酸鹽水泥砂漿注漿處理。在此工作過程中需要充分注意，在注漿孔及其注漿輔助管道周圍區(qū)域3 m 范圍之內(nèi)不能存在人員的逗留，避免造成人身傷害事故，有效保證注漿施工的整體質(zhì)量和安全性[5]。

3 結(jié)語

經(jīng)過大量的研究與調(diào)查之后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)如今我國的一部分煤礦開采企業(yè)的確已經(jīng)開展了軟巖巷道支護(hù)技術(shù)的相關(guān)研究，但是技術(shù)研究效率依然有較大上升空間。在煤礦井下一些比較復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境條件下，對整個(gè)工作環(huán)境的安全性要求相對較高，對于軟巖煤礦巷道地質(zhì)條件，需要采取注漿加固施工技術(shù)來進(jìn)行支護(hù)工作。相關(guān)工作人員在經(jīng)過大量的實(shí)踐工作研究和調(diào)查之后，對軟巖巷道注漿加固施工方法進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)，有效保證煤礦巷道的整體支護(hù)工的效果，提高煤礦開采工作安全性和穩(wěn)定性。