一种深部软岩巷道大变形破碎淋水围岩治理方法技术

本申请公开了一种深部软岩巷道大变形破碎淋水围岩治理方法，包括以下步骤：S1：对现场顶板进行支护，防止顶板发生冒顶；S2：围岩进行预注浆，对浅部破碎围岩进行初步固定；S3：进行第一次围岩注浆；S4：在工作面回采动压影响过后进行第二次围岩注浆；S5：注浆后，补打注浆锚索；其中，在进行浅孔注浆时，水泥浆的水灰比为0.68‑0.72:1，注浆压力为4‑5MPa。

A Treatment Method of Large Deformation and Fractured Surrounding Rock of Deep Soft Rock Roadway

This application discloses a treatment method for large deformation and fractured water-leaching surrounding rock in deep soft rock roadway, which includes the following steps: S1: support the roof on site to prevent roof falling; S2: pre-grouting the surrounding rock to preliminarily fix the shallow fractured surrounding rock; S3: first surrounding rock grouting; S4: second surrounding rock grouting after the influence of mining pressure on the working face; S5: After grouting, the grouting anchor cable is added, in which the water cement ratio of grouting is 0.68_0.72:1 and the grouting pressure is 4_5 MPa when shallow hole grouting is carried out.

【技术实现步骤摘要】
一种深部软岩巷道大变形破碎淋水围岩治理方法
本公开一般涉及地下工程
，尤其涉及一种深部软岩巷道大变形破碎淋水围岩治理方法。
技术介绍
安全、可靠的巷道支护技术是确保矿井正常生产的基础。近年来我国大型、特大型矿井逐年增加，厚煤层、特厚煤层放顶煤开采技术和厚煤层大采高技术的推广应用，在回采技术方面为建设高产高效矿井奠定了基础。但伴随开采技术发展和高瓦斯煤层开采，能够满足生产、运输及通风要求的巷道布置方式复杂化；设备规模不断扩大，导致巷道断面随之增加；一次采全厚的大采高工作面和综采放顶煤工作面，矿山压力显现剧烈，工作面回采过程中，对外围巷道造成频繁的动压冲击，随着采深的增加，巷道围岩的软岩特性也越来越明显，采接衔接越来越紧张，巷道和工作面回采的动压冲击叠加影响，对巷道稳定造成严重影响。特别是围岩软岩发育、淋水量大，更增加了巷道维护的难度。煤矿巷道变形后，一般采用锚杆锚索补强、架设工字钢棚、混凝土浇筑等进行巷道维护，往往造成重复打设锚杆锚索、多次套棚和进行混凝土浇筑支护；特别是针对软岩破碎淋水巷道围岩，对于一般巷道的淋水情况，现场往往通过淋水自疏干的方式进行巷道水的排干，对于淋水量大的巷道围岩，巷道长期的淋水往往对支护构件造成长期的侵蚀，对支护造成严重影响。一般通过化学注浆的方式进行堵水，但化学注浆在使用过程中不仅成本高，而且存在的安全隐患多。工作面回采造成的动压冲击对巷道影响，现场往往通过补强的方式进行巷道维护，但巷道围岩破碎，造成锚杆锚索支护效果大大减弱。以上方式不仅不能从根本上解决巷道围岩的变形破坏问题，往往造成巷道的多次修复，效果不理想，施工成本过高等问题，当巷道围岩软岩特性发育，围岩破碎，频繁受动压冲击、淋水等因素叠加影响时，以往的方式往往不能解决巷道围岩的修复，而且在施工中存在较大的安全隐患，因此针对深部软岩动压冲击特大变形破碎淋水围岩巷道的综合治理技术，将是针对目前煤矿生产面临日益复杂的围岩条件，保证正常的生产，面临的首要问题。
技术实现思路
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种深部软岩巷道大变形破碎淋水围岩治理方法，包括以下步骤：S1：对现场顶板进行支护，防止顶板发生冒顶；S2：围岩进行预注浆，对浅部破碎围岩进行初步固定；S3：进行第一次围岩注浆；S4：在工作面回采动压影响过后进行第二次围岩注浆；S5：注浆后，补打注浆锚索；其中，在进行浅孔注浆时，水泥浆的水灰比为0.68-0.72:1，注浆压力为4-5MPa。所述S2前，先对围岩进行封闭，降低水对顶板的影响；所述S2的预注浆中，预注浆孔的孔深为1800-2200mm，排距1.48-1.52m。所述S3中，第一次围岩注浆的注浆孔的孔深为7000-9000mm。其中，围岩注浆帮部及顶板注浆孔深度7900-8100mm，帮部最上方一排8900-9100mm，底脚两帮6900-7100mm，孔间距1200-1300mm，排距1490-1510mm。所述S3后，采用化学浆，对局部围岩堵水进行封堵，减小对围岩支护构件等的影响。所述S4中，第二次围岩注浆的注浆孔深度为7000-9000mm。其中，围岩注浆帮部及顶板注浆孔深度7900-8100mm，帮部最上方一排8900-9100mm，底脚两帮6900-7100mm。孔间距1200mm-1300mm，排距3900-4100mm。S5中，所述注浆后，进行扩巷，恢复巷道原有断面，之后补打所述注浆锚索，二次注浆；S5后，对外露的锚杆和/或锚索支护构件进行防腐处理。对于软岩动压冲击巷道进行二次加固和维修时单独采用锚杆支护或者棚子支护很难取得很好的支护效果。本申请实施例提供的深部巷道大变形破碎淋水围岩治理方法，将锚固与注浆技术有机地结合在一起，是解决破碎围岩巷道支护的有效途径。针对永久工程加固需严格控制破碎围岩进一步变形的要求，在使用固结强度高、抗变形能力强的水泥浆液作为主要浆液进行注浆的基础上，采用水泥浆与水泥改性液相结合的注浆工艺，解决了水泥浆与围岩粘结力低、微裂隙渗透困难、重新开挖易造成围岩二次开裂的问题，获得了近似于原岩的围岩条件，充分恢复了破碎围岩结构完整性。通过注浆后围岩结构窥视，围岩结构完整，巷道变形稳定。试验效果非常理想，提高了劳动效率，降低了工人劳动强度，大大降低了巷道的维护成本，原来重新维修一米巷道约2000元，注浆加固一米约600元，每米节约1400元，本申请实施例的巷道共计1900米，共节约266万元，提高了技术经济效益。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1示出了实施例中水灰比为0.5:1时浆液在围岩中的扩散情况；图2示出了实施例中水灰比为1:1时浆液在围岩中的扩散情况；图3示出了实施例中巷道切向方向上注浆压力、水灰比与浆液扩散半径关系；图4示出了实施例中巷道径向方向上注浆压力、水灰比与浆液扩散半径关系；图5示出了实施例中水灰比为1:1时巷道径向方向上注浆压力衰减曲线；图6示出了实施例中水灰比为1:0.5时巷道径向方向上注浆压力衰减曲线；图7示出了实施例中水灰比为1:1时巷道切向方向上注浆压力衰减曲线；图8示出了实施例中水灰比为1:0.5时巷道切向方向上注浆压力衰减曲线；图9示出了实施例中不同加固方式下硐室围岩垂直应力分布图；图10示出了实施例中原有支护下硐室围岩塑性圈图11示出了实施例中单纯打锚索加固围岩塑性圈图12示出了实施例中注浆后打锚索加固围岩塑性区图13示出了实施例中注浆和未注浆的破碎围岩中锚索轴力图；图14示出了实施例中巷道变形曲线图；图15示出了实施例中巷道综合治理方案流程图；图16示出了实施例中围岩综合注浆加固前塑性区域分布图；图17示出了实施例中围岩综合注浆加固后塑性区域分布图；图18示出了实施例中巷道表面位移曲线图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分而不是全部的实施例。为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，通常在此附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。1破碎巷道围岩加固作用机理分析1.1注浆压力、水灰比与浆液扩散范围的关系由于水泥浆液属于悬浮颗粒浆液，渗透性差，注浆压力和扩散范围很难掌握。并且水泥注浆是浅孔注浆，如果参数和操作不当的话，可能造成大范围劈裂注浆，使围岩破碎状况进一步恶化，甚至导致大面积冒顶、底臌事故。所以我们针对水泥浆液的浅孔注浆参数进行研究。1.2建立数值计算模型本申请实施例根据巷道的地质条件及位置关系，采用UDEC建立相应的数值计算模型，分析注浆过程中浆液扩散规律。根据单液水泥浆不同水灰比、不同注浆压力值，建立模型。模拟计算分为以下几个过程：1、在开挖之前，对模型四边进行固结，形成初始地应力场；2、对模型进行开挖，形成硐室，迭代至系统平衡；3、引入水力环境，进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深部软岩巷道大变形破碎淋水围岩治理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：对现场顶板进行支护，防止顶板发生冒顶；S2：围岩进行预注浆，对浅部破碎围岩进行初步固定；S3：进行第一次围岩注浆；S4：在工作面回采动压影响过后进行第二次围岩注浆；S5：注浆后，补打注浆锚索；其中，在进行浅孔注浆时，水泥浆的水灰比为0.68‑0.72:1，注浆压力为4‑5MPa。

【技术特征摘要】
1.一种深部软岩巷道大变形破碎淋水围岩治理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：对现场顶板进行支护，防止顶板发生冒顶；S2：围岩进行预注浆，对浅部破碎围岩进行初步固定；S3：进行第一次围岩注浆；S4：在工作面回采动压影响过后进行第二次围岩注浆；S5：注浆后，补打注浆锚索；其中，在进行浅孔注浆时，水泥浆的水灰比为0.68-0.72:1，注浆压力为4-5MPa。2.根据权利要求1所述的一种深部软岩巷道大变形破碎淋水围岩治理方法，其特征在于，所述S2前，先对围岩进行封闭，降低水对顶板的影响；根据权利要求1所述的一种深部软岩巷道大变形破碎淋水围岩治理方法，其特征在于，所述S2的预注浆中，预注浆孔的孔深为1800-2200mm，排距1.48-1.52m。3.根据权利要求1所述的一种深部软岩巷道大变形破碎淋水围岩治理方法，其特征在于，所述S3中，第一次围岩注浆的注浆孔的孔深为7000-9000mm。4.根据权利要求4所述的一种深部软岩巷道大变形破碎淋水围岩治理方法，其特征在于，其中，围岩注浆帮部及顶板注浆孔深度7900-8100mm，帮部最上方一排8900-910...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大明，张立新，李刚，刘光伟，郭超，秦勇，邢萌，邱高伟，范宸，王卓，王伦，陈二亮，韩世勇，杨超，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿，
类型：发明
国别省市：辽宁,21