锚注技术在巷道维修中的应用

　　摘　要　结合汶南煤矿-650m水平外水仓、-400m水平泵房和-650m水平北石门采用锚注技术加固的工程实例，阐述锚注技术可靠，经济合理，可有效加固软弱破碎围岩和限制围岩变形，是解决深部软岩巷道支护及巷修问题的有效手段。
　　关键词　锚注技术　巷道维修　注浆锚杆

　　锚注技术就是采用内注式注浆锚杆，利用杆体内腔(注浆管)向围岩裂隙内注浆，改变围岩的松散结构，提高粘结力、内摩擦角及整体性，使围岩强度显著增加，也使围岩为锚杆提供可靠的着力基础，使锚杆对松散破碎岩层的锚固作用得以发挥，从而将锚杆支护和注浆技术融为一体。应用该项技术可有效解决软弱破碎围岩巷道支护和维修难题。下面介绍汶南煤矿应用锚注技术修复深部巷道的施工工艺及工程实例。

1　施工工艺
1.1　打注浆锚杆孔
　　采用ZY-24型风钻打注浆锚杆孔，锚杆孔尺寸要与锚杆尺寸相匹配。锚杆采用φ20mm×2.5mm钢管加工而成，长1 600mm，一端车丝，在距车丝端500mm处焊上1个φ35mm×5mm的挡板(止浆盘)和两根10号铁丝，见附图。

1.2　安装注浆锚杆

　　安装前，要检查孔深、孔径、角度等参数以及锚杆尺寸、质量是否符合要求。安装时，先把注浆锚杆锚固端插入水泥药卷内至止浆盘，然后将其浸入水中浸泡10～20s取出，用专用套筒顶住水泥药卷连同注浆锚杆一起快速送入孔内，再用锤打套筒镶实水泥药卷。水泥药卷与锚固端充分结合20min后，便可注浆。
1.3　注浆
　　注浆所用浆液为水泥浆液，选用普通硅酸盐水泥，水灰比为1∶1，浆液中添加水泥用量2%～3%的水玻璃。
　　采用SGB-1型注浆泵(泵量50～90L/min，压力5～9MPa)注浆。注浆管为高压胶管，一端接注浆泵出浆口，另一端接注浆锚
杆。注浆锚杆前接球形阀门，注完浆后及时关
闭阀门，防止浆液外溢。
　　注浆前，对注浆锚杆先进行注水冲孔，注水冲孔时间不少于10min。采用间歇注浆方式，间隔时间为30s左右。当注浆压力达到3～4MPa，并保持此压力20min时，可关闭阀门，结束注浆。

2　工程实例
　　(1)汶南煤矿-650m水平外水仓。该外水仓全长540m，断面9.88m²，距地表深约854m，设计服务年限为30a。巷道顶底板为粉砂岩，岩性较软。巷道依次穿过落差为2.0，4.0，5.0，4.0和7.0m五条断层，断层带附近围岩裂隙发育，岩体结构松散。巷道支护为喷锚喷，锚网喷；底板用混凝土抹底处理。巷道投入使用前，断层带及其附近巷道压力显现明显，周帮位移量较大，局部出现围岩离层、喷体脱落现象。经研究，决定采用锚注技术加固修复破坏段巷道。1998年12月开始在-650m水平外水仓过断层及断层带附近处按间排距2.5m×3.0m、“五花”布置注浆锚杆进行锚注加固。加固后，巷道围岩变形得到了有效控制，迄今锚杆及喷层完好无损，无底鼓等现象发生，锚注加固修复取得预期效
果。
　　(2)汶南煤矿-400m水平泵房。该泵房始建于1990年，1991年交付使用，全长60m，断面26m²，距地表深约600m，锚网喷支护，设计服务年限为30a。为保证上覆第11层煤回采工作面正常跨采，决定对该泵房采用注浆锚网带联合加固。自1998年3月按2.5m×3.0m间排距布置注浆锚杆注浆，配合挂金属网、钢带进行联合加固。加固后，经受住了第11层煤回采工作面近距离跨采动压影响。上覆第11层煤跨采取得了圆满成功。
　　(3)汶南煤矿-650m水平北石门。该石门全长1 340m，断面18m²，设计服务年限为50a。1998年5月开始施工，现已掘进500m。巷道穿过落差为56m的F₁断层，受其影响的范围约300m，断层带附近巷道围岩裂隙发育。巷道采用锚网喷支护，施工中曾多次出现冒顶(冒高最大达4.0m)，已施工的巷道出现围岩局部离层、喷体开裂脱落等现象，巷道围岩变形明显。经研究，决定采用锚注技术进行加固。1999年1月开始在受F₁断层影响的巷道段内按间排距2.5m×3.0m、“五花”布置注浆锚杆进行锚注加固。加固后观测表明，巷道围岩移近量及速度明显减小并趋于稳定，支护体完整，杜绝了前掘后修的现象。
　　以-650m水平北石门为例进行经济效益分析，费用比较见附表。分析表明，在原支护难以保证巷道服务年限内正常使用的情况下必须进行修复加固，采用锚网喷(原支护)、锚注加固修复综合费用比采用锚网喷(原支护)、 传统方法修复3次节约1 340.1元/m。

附表　锚注加固与传统修复费用比较　　元/m