回風(fēng)斜巷貫穿采空區(qū)頂板注漿加固材料施工方案

一、回風(fēng)斜巷貫穿采空區(qū)頂板注漿加固概述：233回風(fēng)巷斜巷貫穿采空區(qū)121820回風(fēng)巷，巷道高度2.9米，寬度4.0米。目前前方探測(cè)預(yù)計(jì)121820回風(fēng)巷采礦區(qū)高度5米，寬度6-7米左右進(jìn)行加固，使采空區(qū)形成一個(gè)采空區(qū)框架，然后233回風(fēng)斜巷貫穿而過(guò)。目測(cè)流水**致7、8立方米每小時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況本公司出方案及施工。

二、治理地點(diǎn)及頂板注漿加固治理目的、預(yù)期效果：

1、233回風(fēng)斜巷貫穿采空區(qū)121820回風(fēng)巷。

2、通過(guò)頂板注漿加固，提供合理的支護(hù)阻力，適應(yīng)圍巖變形，有效保持圍巖穩(wěn)定。

回風(fēng)斜巷貫穿采空區(qū)頂板注漿加固材料綜合效果表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

1）漿液固結(jié)體的網(wǎng)絡(luò)骨架作用

漿液經(jīng)擠壓或滲透到圍巖縱橫交錯(cuò)的裂隙中固結(jié)后，會(huì)在圍巖中形成網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)。漿液固結(jié)體呈薄厚不一的片狀或條狀，幾乎可相互連通形成網(wǎng)絡(luò)骨架，恒安高分子聚合加固材料和煤體的固結(jié)體具有良好的韌性和粘結(jié)性，當(dāng)外載增加時(shí)，固化材料發(fā)生變形但不破壞，載荷主要由強(qiáng)度較高的煤巖體承擔(dān)，這樣圍巖的破壞條件由原來(lái)的裂隙弱面強(qiáng)度條件向接近煤體強(qiáng)度條件轉(zhuǎn)化。當(dāng)煤體應(yīng)力超過(guò)煤體強(qiáng)度發(fā)生較大變形時(shí)，固結(jié)材料的網(wǎng)絡(luò)以其良好的韌性和粘結(jié)強(qiáng)度起到骨架作用，提高圍巖的殘余強(qiáng)度，限制圍巖破壞的擴(kuò)展，從而改善維護(hù)狀況。

2）充填壓密及轉(zhuǎn)變圍巖破壞機(jī)制的作用

漿液在泵壓的作用下，除了將一些較大的裂隙充填滿，還可以將一些充填不到的封閉裂隙和小裂隙壓縮，甚至使其閉合，提高圍巖的彈性模量和強(qiáng)度。

經(jīng)過(guò)注漿固化后，裂隙內(nèi)充滿加固材料，加上固結(jié)材料對(duì)裂隙面的粘結(jié)作用，使裂隙端部的應(yīng)力集中大大削弱或消失，從而使圍巖的破壞機(jī)制發(fā)生轉(zhuǎn)變。另外，當(dāng)圍巖中存在較大的裂隙，裂隙附近的巖體處于二向應(yīng)力狀態(tài)，當(dāng)裂隙內(nèi)充滿固化材料或壓密后，將變?yōu)槿驊?yīng)力狀態(tài)，而巖體在三向應(yīng)力狀態(tài)時(shí)的強(qiáng)度比二向時(shí)顯著增大，并且脆性減弱、塑性增強(qiáng)。通過(guò)對(duì)冒落區(qū)充填，使整個(gè)空區(qū)形成一個(gè)整體，提高總體承載能力。從受力狀態(tài)來(lái)看，注漿固化也起到了轉(zhuǎn)變巖體破壞機(jī)制和提高圍巖強(qiáng)度的作用。

3)提高頂板圍巖體強(qiáng)度

通過(guò)注漿, 能夠改變?nèi)趺娴牧W(xué)性能, 即提高裂隙與煤巖體之間的粘聚力和內(nèi)摩擦角,增大巖體內(nèi)部塊間相對(duì)位移的阻力,從而提高頂板巖體的整體穩(wěn)定性。

4)形成承載結(jié)構(gòu)

通過(guò)注漿加固, 可以使松散巖體重新膠結(jié)成整體, 形成承載結(jié)構(gòu), 充分發(fā)揮圍巖的自穩(wěn)能力。并且利用漿液的滲透和擴(kuò)散作用，封堵圍巖裂隙，可阻止水氣侵入內(nèi)部巖體，防止水害和風(fēng)化對(duì)煤體的進(jìn)一步影響，對(duì)保持圍巖力學(xué)性能，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定意義重大。

三、回風(fēng)斜巷貫穿采空區(qū)頂板注漿加固材料及注漿設(shè)備：

1.礦用高分子聚合材料--恒安聚合II介紹：

根據(jù)巷道實(shí)際的狀況，我們選擇礦用高分子聚合材料——恒安高聚合II注漿加固。恒安高分子聚合材料是由兩種組分組成的高分子化學(xué)產(chǎn)品，用于煤巖體的加固。產(chǎn)品的高度粘合力和良好的機(jī)械性能與煤巖體產(chǎn)生高度粘合，良好的柔韌性可以承受地層壓力的長(zhǎng)期作用，并且具有強(qiáng)抗?jié)B性能、抗磨、抗沖擊性能和抗老化性能，從而達(dá)到長(zhǎng)久穩(wěn)固煤巖體的目的。

材料在注入到煤巖體裂隙中后，低粘度的混合物可以保持幾秒到一分鐘左右的液體狀態(tài)，在擴(kuò)散一定范圍后反應(yīng)結(jié)束，在煤巖體裂縫內(nèi)反應(yīng)、硬化，與煤巖體膠結(jié)，達(dá)到快速加固煤巖體的目的。

恒安聚合II材料是一種雙組分可溶性硅酸鹽樹(shù)脂。其滲透性極強(qiáng)，可滲透到0.14mm以上寬度的縫隙。其性能為:

具有阻燃、抗靜電性能。由于該材料本身具有阻燃性，不需要加阻燃劑；

反應(yīng)溫度低.**反應(yīng)溫度低于100度；

凝固快。常溫下流動(dòng)時(shí)間70s左右，凝固時(shí)間約90s；

強(qiáng)度增加迅速。在漿液凝固6分鐘后粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到1.5MPa，半小時(shí)后達(dá)到4MPa；1小時(shí)抗壓強(qiáng)度可達(dá)40 MPa以上；

韌性好。其彈性模量為圍巖的十分之一，在頂板來(lái)壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生塑變而不斷裂；

材料性能穩(wěn)定，不收縮不老化；

環(huán)保性。注漿時(shí)對(duì)施工環(huán)境無(wú)污染，對(duì)人體無(wú)害。

同時(shí)注漿后的滲透漿液改變了圍巖的松散結(jié)構(gòu)，提高粘結(jié)力和內(nèi)摩擦角，可有效封閉裂隙，進(jìn)而阻止水及空氣對(duì)巖體侵蝕，使巖體強(qiáng)度顯著提高。

恒安聚合II材料適用于快速膠結(jié)固化破碎的煤層和巖層并可封堵漏風(fēng)及漏水等。主要應(yīng)用于臨時(shí)和**性固結(jié)注漿；采煤工作面煤體注漿，以防止片幫和冒頂；巷道的超前加固防止掘進(jìn)過(guò)程中冒頂；在巷道維修時(shí)，加固巷道圍巖提高煤巖體的自身支撐力等。