破碎围岩层次注浆加固在掘进巷过断层的应用
2021-10-13张昭
山西焦煤科技 2021年8期
张 昭
(晋能控股煤业集团 大西煤矿, 山西 晋城 048000)
煤矿井下工作面回采时,通常会揭露空间赋存形态不同的断层[1-2]. 断层上下盘有明显的相对位移,致使断层带有较强的应力集中现象(导致围岩裂隙发育),致使围岩破碎。巷道掘进时,由于断层和采掘的叠加影响,加剧围岩破碎程度,使锚杆索失去锚固力,也给注浆施工带来不便[3-5].
1 工程研究背景
大西煤矿3018综采工作面回采3#煤层,埋深313~436 m,平均煤厚3.5 m,煤层倾角2°~7°,为近水平煤层。工作面走向长718 m,倾向长180 m,煤层顶底板条件良好,直接顶是3.1 m厚的泥岩,基本顶是14.5 m厚的灰色细粒砂岩,直接底是页状3.11 m厚的砂质泥岩,基本底是5.5 m厚的粉砂岩。工作面布置见图1.

图1 3018工作面布置及断层产状图
3018工作面采用“U”型通风方式,工作面整体东西走向布置,在3018回风顺槽掘进150 m左右时,揭露正断层FY08.
根据探测结果可知,断层空间展布状态为倾向151°,倾角42°,落差1.5 m. 断层东西方向长度30~45 m,南北方向长度50~60 m,断层前后10~20 m煤层的顶底板有1~1.5 m落差的起伏段,实体煤一侧帮部较破碎,严重影响巷道支护的施工。
2 分层次注浆加固技术
巷道围岩破碎不仅使巷道承载能力降低,造成片帮、冒顶等安全事故,并且影响锚杆索的支护效果。如采用单体支柱会加剧顶板破碎,锚杆无法有效锚固煤体,注浆时漏浆严重,影响注浆加固的范围。因此,针对断层影响下破碎围岩的注浆,首先加固浅部破碎的围岩,随后进行内部断层围岩的加固。
2.1 单一层次注浆加固机理
注浆加固通常采用单一层次范围的注浆工艺。……
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