王 开,田取珍,张小强

(太原理工大学矿业工程学院,太原030024)

软岩经1984年及1986年两次国际岩石力学会议后定义为：“强度低,孔隙率大,胶结程度差,受构造切割面及风化影响显著或含有大量膨胀粘土矿物的松、散、软、弱岩层以及流变性能及高地应力影响的岩层[1-2]”。而破碎带则是指地层受地应力作用后形成的碎裂区域。二者相结合所形成的松软破碎带地层使位于其中的巷道支护变得复杂化。位于松软破碎带岩层中的巷道其松动圈范围一般较大。经过大量试验研究、理论分析及现场实测,认为松动圈的“碎胀变形”是巷道收敛变形的主要原因,支护的主要对象是松动圈形成过程中的“碎胀变形”,松动圈越大,则围岩变形量越大,巷道支护越困难[3]。

传统的锚杆、锚索支护已不能有效地解决松软破碎带中巷道的支护问题,必须通过改善巷道围岩特性、提高围岩自承能力来解决类似条件下的巷道支护问题。通过对巷道围岩破碎区域的注浆加固补强,改变围岩的力学特性,可以取得较好的支护效果。近年来,国内外学者对渗透注浆进行了广泛而深入的研究,得到了浆液在裂隙中的渗透规律[4],得出了浆液流量[5-12]、注浆压力[8-9]、渗流速度、注浆时间和浆液扩散半径等[10-12]之间的关系。

刘嘉材利用牛顿模型推导出了浆液沿裂隙面径向流动的扩散方程[13];Baker假设注浆孔横穿宽度为δ的单一光滑裂隙,通过图解法得出了浆液在裂隙中的渗透规律[14]。但上述研究均未涉及注浆的深度及其合理范围,也未涉及松动圈的范围与注浆的关系。……