一种软岩膨胀区域大断面硐室底臌锚注控制方法与流程

本发明涉及巷道支护技术领域，具体为一种软岩膨胀区域大断面硐室底臌锚注控制方法。

背景技术：

煤矿是人类在富含煤炭的矿区开采煤炭资源的区域，一般分为井工煤矿和露天煤矿，当煤层离地表远时，一般选择向地下开掘巷道采掘煤炭，此为井工煤矿，当煤层距地表的距离很近时，一般选择直接剥离地表土层挖掘煤炭，此为露天煤矿。

而在煤矿中会存在“三软”岩层，含煤地层的岩性多为泥岩、粘土岩、含油泥岩，炭质页岩和胶结松散的砂岩。岩层节理裂隙发育，松散破碎。大部分岩层中含有蒙脱石、高岭土膨胀性矿物，易吸水崩解，膨胀性强。围岩自稳时间短，具有显著的流变特性。

由于巷道底板中含有较多的膨胀性矿物成分和大量的黏土矿物，遇水膨胀软化引起底臌，巷道底鼓量可达1米以上，巷道底板极难维护。尤其开、准巷道及大型硐室服务年限较长。

现有的采用料石反底拱、锚网喷等反底拱施工工艺，很难取得较好的支护效果，为不影响正常的安全生产需要，还需要人工反复进行卧底处理，绞车房硐室底鼓较为严重，绞车滚筒中心轴偏离，严重影响绞车的运行，为集中轨道安全的提升运输带来严重影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种软岩膨胀区域大断面硐室底臌锚注控制方法，以解决上述背景技术中提出的现有的采用料石反底拱、锚网喷等反底拱施工工艺，很难取得较好的支护效果，为不影响正常的安全生产需要，还需要人工反复进行卧底处理，绞车房硐室底鼓较为严重，绞车滚筒中心轴偏离，严重影响绞车的运行，为集中轨道安全的提升运输带来严重影响的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种软岩膨胀区域大断面硐室底臌锚注控制方法，包括以下步骤：

s1:材料及支护参数：注浆锚杆：mlx50-28/32z型中空注浆螺旋锚杆，长度为2.2m，直径为φ28mm；po42.5r普通硅酸盐水泥，使用新鲜水泥；早强高效减水剂；水玻璃玻镁度：30be’～40be’；

s2:注浆锚杆布置：注浆锚杆施打于巷道帮部和底板,绞车房南北两个帮部施打三排，最下排底脚注浆锚杆距离巷道底板不超过100mm～200mm，与水平线成30°～45°俯角施打，最上排距离底板1600mm～2200mm，中间一排均匀布置；

东西两个迎脸施打四排，最下排底脚注浆锚杆距离巷道底板不超过100mm～200mm，与水平线成30°～45°俯角施打，第二排、第三排和第四排距离相邻下排间距900mm～1200mm；

水平方向根据绞车房内电器设备布置，每隔800mm、1200mm和1300mm间距施打一根注浆锚杆；

底板注浆锚杆距离巷帮900mm～1000mm，垂直于底板施打，绞车房前后回风道和出绳道2m～4m范围内底板各施打四支注浆锚杆，帮部各施打两排注浆锚杆，前后排距1000mm～1300mm,上下间距1000mm～1300mm；

每支帮部注浆锚杆采用一支msck/28600树脂药卷端头锚固，底板注浆锚杆不进行端头锚固，注浆锚杆施打和注浆时，进行隔排施打和注浆；

s3:浆液及配比：

水泥单液浆配比：

单液浆水泥水灰比(水：水泥，质量比)为0.4:1～0.6:1，浆液水泥含量高于总量的60％～70％；高效减水剂加入量为水泥用量的1.5％～3％，根据浆液流动性及注浆难度酌情增减，掺入量以1.0％和2.0％为下限和上限；

双液注浆配比：

双液注浆主要针对跑浆严重情况或其他特殊情况，双液注浆时，采用的水泥浆液和水玻璃浆液为1:1(体积比)，将两个吸浆管分别放入水泥浆液桶和水玻璃浆液桶中即可实现，其中水泥浆液采用常规单液浆即可，水灰比0.5:1；水玻璃浆液为水玻璃原液与水1:1混合液；

注浆压力及注浆量：

注浆过程中缓慢升压，采用注浆锚杆时注浆压力不大于1mpa～3mpa，采用注浆锚索时注浆压力不大于3mpa～5mpa，单孔注浆量为4袋～8袋；

注浆效果：

通过绞车房底板注浆加固，替代了将破除绞车房原绞车滚筒基础，重新料石反底拱及施工基础的施工方案；

s4:注浆实施过程，由于底板灌注c25地坪，受浆液压力影响，地坪鼓起，底鼓最高0.3m～0.6m，底鼓后，进行了地坪破除，然后卧底、重新抹地坪处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该种软岩膨胀区域大断面硐室底臌锚注控制方法，根据巷道不同用途及破坏情况，设计底板加强支护方案，采用底板、底角施打注浆锚杆支护，并进行注浆加固，注浆后浆液将松散破碎的围岩胶结成整体，提高了岩体强度和内聚力，从而提高了岩体强度，实现利用围岩本身作为支护结构的一部分，与原岩形成一个整体，使巷道保持稳定而不易产生破坏，以有效控制巷道底臌，经济合理、施工方便、工艺简便的支护形式，尤其设备布置多的大型硐室、主要运输巷道，采用注浆加固底板效果好。

附图说明

图1为本发明集中轨道绞车房注浆锚杆布置平视示意图；

图2为本发明绞车房帮部注浆加固效果示意图；

图3为本发明绞车房帮部注浆加固效果示意图；

图4为本发明绞车房出绳道底板注浆加固效果示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种技术方案：一种软岩膨胀区域大断面硐室底臌锚注控制方法，包括以下步骤：

s1:材料及支护参数：注浆锚杆：mlx50-28/32z型中空注浆螺旋锚杆，长度为2.2m，直径为φ28mm；po42.5r普通硅酸盐水泥，使用新鲜水泥；早强高效减水剂；水玻璃玻镁度：30be’～40be’；

s2:注浆锚杆布置：注浆锚杆施打于巷道帮部和底板,绞车房南北两个帮部施打三排，最下排底脚注浆锚杆距离巷道底板不超过100mm～200mm，与水平线成30°～45°俯角施打，最上排距离底板1600mm～2200mm，中间一排均匀布置；

东西两个迎脸施打四排，最下排底脚注浆锚杆距离巷道底板不超过100mm～200mm，与水平线成30°～45°俯角施打，第二排、第三排和第四排距离相邻下排间距900mm～1200mm；

水平方向根据绞车房内电器设备布置，每隔800mm、1200mm和1300mm间距施打一根注浆锚杆；

底板注浆锚杆距离巷帮900mm～1000mm，垂直于底板施打，绞车房前后回风道和出绳道2m～4m范围内底板各施打四支注浆锚杆，帮部各施打两排注浆锚杆，前后排距1000mm～1300mm,上下间距1000mm～1300mm；

每支帮部注浆锚杆采用一支msck/28600树脂药卷端头锚固，底板注浆锚杆不进行端头锚固，注浆锚杆施打和注浆时，进行隔排施打和注浆；

s3:浆液及配比：

水泥单液浆配比：

单液浆水泥水灰比(水：水泥，质量比)为0.4:1～0.6:1，浆液水泥含量高于总量的60％～70％；高效减水剂加入量为水泥用量的1.5％～3％，根据浆液流动性及注浆难度酌情增减，掺入量以1.0％和2.0％为下限和上限；

双液注浆配比：

双液注浆主要针对跑浆严重情况或其他特殊情况，双液注浆时，采用的水泥浆液和水玻璃浆液为1:1(体积比)，将两个吸浆管分别放入水泥浆液桶和水玻璃浆液桶中即可实现，其中水泥浆液采用常规单液浆即可，水灰比0.5:1；水玻璃浆液为水玻璃原液与水1:1混合液；

注浆压力及注浆量：

注浆过程中缓慢升压，采用注浆锚杆时注浆压力不大于1mpa～3mpa，采用注浆锚索时注浆压力不大于3mpa～5mpa，单孔注浆量为4袋～8袋；

注浆效果：

通过绞车房底板注浆加固，替代了将破除绞车房原绞车滚筒基础，重新料石反底拱及施工基础的施工方案；

s4:注浆实施过程，由于底板灌注c25地坪，受浆液压力影响，地坪鼓起，底鼓最高0.3m～0.6m，底鼓后，进行了地坪破除，然后卧底、重新抹地坪处理。

实施例1

一种软岩膨胀区域大断面硐室底臌锚注控制方法，包括以下步骤：

s1:材料及支护参数：注浆锚杆：mlx50-28/32z型中空注浆螺旋锚杆，长度为2.2m，直径为φ28mm；po42.5r普通硅酸盐水泥，使用新鲜水泥；早强高效减水剂；水玻璃玻镁度：40be’；

s2:注浆锚杆布置：注浆锚杆施打于巷道帮部和底板,绞车房南北两个帮部施打三排，最下排底脚注浆锚杆距离巷道底板不超过200mm，与水平线成45°俯角施打，最上排距离底板2200mm，中间一排均匀布置；

东西两个迎脸施打四排，最下排底脚注浆锚杆距离巷道底板不超过200mm，与水平线成45°俯角施打，第二排、第三排和第四排距离相邻下排间距1200mm；

水平方向根据绞车房内电器设备布置，每隔1200mm和1300mm间距施打一根注浆锚杆；

底板注浆锚杆距离巷帮1000mm，垂直于底板施打，绞车房前后回风道和出绳道4m范围内底板各施打四支注浆锚杆，帮部各施打两排注浆锚杆，前后排距1300mm,上下间距1300mm；

每支帮部注浆锚杆采用一支msck/28600树脂药卷端头锚固，底板注浆锚杆不进行端头锚固，注浆锚杆施打和注浆时，进行隔排施打和注浆；

s3:浆液及配比：

水泥单液浆配比：

单液浆水泥水灰比(水：水泥，质量比)为0.6:1，浆液水泥含量高于总量的70％；高效减水剂加入量为水泥用量的3％，根据浆液流动性及注浆难度酌情增减，掺入量以1.0％和2.0％为下限和上限；

双液注浆配比：

双液注浆主要针对跑浆严重情况或其他特殊情况，双液注浆时，采用的水泥浆液和水玻璃浆液为1:1(体积比)，将两个吸浆管分别放入水泥浆液桶和水玻璃浆液桶中即可实现，其中水泥浆液采用常规单液浆即可，水灰比0.5:1；水玻璃浆液为水玻璃原液与水1:1混合液；

注浆压力及注浆量：

注浆过程中缓慢升压，采用注浆锚杆时注浆压力不大于3mpa，采用注浆锚索时注浆压力不大于5mpa，单孔注浆量为8袋；

注浆效果：

通过绞车房底板注浆加固，替代了将破除绞车房原绞车滚筒基础，重新料石反底拱及施工基础的施工方案；

s4:注浆实施过程，由于底板灌注c25地坪，受浆液压力影响，地坪鼓起，底鼓最高0.6m，底鼓后，进行了地坪破除，然后卧底、重新抹地坪处理。

实施例2

一种软岩膨胀区域大断面硐室底臌锚注控制方法，包括以下步骤：

s1:材料及支护参数：注浆锚杆：mlx50-28/32z型中空注浆螺旋锚杆，长度为2.2m，直径为φ28mm；po42.5r普通硅酸盐水泥，使用新鲜水泥；早强高效减水剂；水玻璃玻镁度：40be’；

s2:注浆锚杆布置：注浆锚杆施打于巷道帮部和底板,绞车房南北两个帮部施打三排，最下排底脚注浆锚杆距离巷道底板不超过200mm，与水平线成45°俯角施打，最上排距离底板2200mm，中间一排均匀布置；

东西两个迎脸施打四排，最下排底脚注浆锚杆距离巷道底板不超过200mm，与水平线成45°俯角施打，第二排、第三排和第四排距离相邻下排间距1200mm；

水平方向根据绞车房内电器设备布置，每隔800mm和1300mm间距施打一根注浆锚杆；

底板注浆锚杆距离巷帮1000mm，垂直于底板施打，绞车房前后回风道和出绳道4m范围内底板各施打四支注浆锚杆，帮部各施打两排注浆锚杆，前后排距1300mm,上下间距1300mm；

每支帮部注浆锚杆采用一支msck/28600树脂药卷端头锚固，底板注浆锚杆不进行端头锚固，注浆锚杆施打和注浆时，进行隔排施打和注浆；

s3:浆液及配比：

水泥单液浆配比：

单液浆水泥水灰比(水：水泥，质量比)为0.6:1，浆液水泥含量高于总量的70％；高效减水剂加入量为水泥用量的3％，根据浆液流动性及注浆难度酌情增减，掺入量以1.0％和2.0％为下限和上限；

双液注浆配比：

双液注浆主要针对跑浆严重情况或其他特殊情况，双液注浆时，采用的水泥浆液和水玻璃浆液为1:1(体积比)，将两个吸浆管分别放入水泥浆液桶和水玻璃浆液桶中即可实现，其中水泥浆液采用常规单液浆即可，水灰比0.5:1；水玻璃浆液为水玻璃原液与水1:1混合液；

注浆压力及注浆量：

注浆过程中缓慢升压，采用注浆锚杆时注浆压力不大于3mpa，采用注浆锚索时注浆压力不大于5mpa，单孔注浆量为8袋；

注浆效果：

通过绞车房底板注浆加固，替代了将破除绞车房原绞车滚筒基础，重新料石反底拱及施工基础的施工方案；

s4:注浆实施过程，由于底板灌注c25地坪，受浆液压力影响，地坪鼓起，底鼓最高0.6m，底鼓后，进行了地坪破除，然后卧底、重新抹地坪处理。

虽然在上文中已经参考实施例对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。