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摘 要：采矿行业井下作业首要任务，是保障巷道的支护安全。伴随着矿井开采深度的增加，受地压影响导致矿井深部围岩松软、破碎，巷道掘送期间易产生抽冒顶事故，软岩支护已成为矿井生产面临的严峻考验之一。南山煤矿针对井下东部区软岩体，采用深孔注胶技术进行围岩超前加固，取得了良好的成效。
关键词：软岩 注浆加固 深孔注胶
软岩深孔注胶、注浆加固技术，是使用锚索机施工大深度注胶、注浆孔，使用特制的加长型注胶管配合配套封孔器，实现注胶、注浆深度突破软岩破碎圈，利用胶体的扩散、粘合作用人为地辅助破碎、松软围岩形成整体，提高围岩的支撑强度，以达到预期的支护目地。
一、支护材料、设备选取：
1、注胶、注浆材料选择：
注胶材料选用由廊坊新北源有限公司生产的矿用化学加固材料“镁多宝”进行，胶体原液由黑、蓝色塑料桶分别装运，注胶作业时使用注胶泵使两种胶体原液以1：1的比例注入注胶孔内。
注浆作业采用“双液浆”进行，双液浆由水泥浆与玻璃水混合而成，其中水泥浆配比比例为：1体积水泥配比1.5体积水；混合后的水泥浆与玻璃水的混合比为：3体积水泥浆配比1体积玻璃水。使用注浆泵使两种浆体按比例均匀注入注浆孔内。
2、注胶、注浆设备选择：
施工注胶、注浆孔采用矿用YT29型凿岩机施工封孔器封孔段；施工完毕后换用石家庄石煤机械厂生产的130型锚索机配合锚索钎杆施工注浆孔管体段，深度以穿过软岩圈为宜。
使用标准注浆封孔管配合封孔器进行封孔，封孔管出厂长度为2.0米，为达到深孔注胶的技术要求，需对注胶管进行二次加工，加工时将第一节注胶管的螺扣头保留，将快速接头处切割掉；再将其他注胶管俩侧全部切掉，将管体依次焊接在第一节注胶管上。因注胶管管壁较薄，使用电焊焊接时一触即漏，需在管体外部使用报废的水针外套做帮条，保证注胶管无泄漏点。（我矿注胶管加工后总长度为8.0米）
注浆所使用的水玻璃为成品化学制剂，无需设备二次加工；水泥灰调配时使用风动水泥浆注浆泵进行。
向注浆、注胶孔内注胶、注浆时使用由山东交院机械厂出产的ZBQS-12/10型多功能气动双液注浆泵进行。
二、施工工序：
1、施工作业前，首先需对注胶作业地点范围内的巷道进行敲帮问顶，确认安全后将施工所需的物料、设备搬运至作业地点附近并做好检修、检查等准备工作。
2、使用YT29型氣动凿岩机配合43mm钎头施工注胶孔的外部1.0米段，以供标准封孔器封孔使用，施工完毕后将钎杆撤出，再使用锚索机配合锚索钎杆施工注胶孔剩余部分，直至达到设计孔深，同时需注意使用锚索机施工期间需在所施工孔内上下反复多次钻进，以确保软岩部分不会因钎杆撤出而塌孔导致无法使用。
3、注胶孔全部施工完毕后，由作业人员负责观察孔内是否存在碎石块封堵，发现可处理碎石块时，使用铁线进行处理，钎杆撤除过程中如钎杆抱死，无法拔出时，可使用自制式卸杆器进行拆卸，自制卸杆器使用锚索钎杆小套与锚杆托盘焊接制作而成，使用时将一段拧在锚索钎杆上，同时在另一端使用铁锤进行敲击，以达到卸除钎杆的目的。
4、注胶钻孔清理完毕后，由作业人员多人协作使用附图1中所示加长型8.0米注胶管配合标准封孔器对注胶孔进行封孔作业，向眼内窜入注胶管时需一人负责保持管体平衡，一人在后侧用力向孔内推送管体，遇到无法通过地点，作业人员可使用铁锤轻轻敲击注胶管尾侧，保证注胶管体可按要求下设至孔底。
5、全部准备工作就绪后，将维修人员维护完毕后的注浆泵接风进行打水试运行，同时，由现场注胶负责人负责在外部使用容器对加固材料或双液浆进行配比、调和，只有确定比例正确，胶体反应时间在规定时间内，胶体无过期、失效现象后，方可将原液桶连接至注浆泵进行注浆、注胶作业。
6、注胶、注浆作业过程中要有专人负责观察注胶、注浆情况，注胶以胶体不向外侧流出为原则，发现胶体外流可适当减慢注浆泵运行速度，待胶体适当凝固后，恢复正常速度进行注胶。当注浆泵受压停止运转后，由作业人员负责打开出胶缸底部泄压阀，泄压阀打开后注浆泵可正常运行，关闭泄压阀后泵体运行2～3个行程后再次停止运行，判定注胶孔内胶体已注满，停止注胶作业，该注胶孔全部作业完成。
7、全部注胶作业完毕后，要按ZBQS系列煤矿用气动双液注浆泵说明书中有关要求，使用相适应的清洗方式清洗注浆泵缸体，注胶时清洗不得使用水，避免滞留胶体与水反应导致缸体封堵，需使用液压油或凿岩机用润滑油进行清洗；注双液浆后清洗泵缸使用清水进行。清洗缸体均以泵出的油、水内无大量白沫为依据，全部清洗完毕后将注浆泵妥善保管，以供下次注胶作业使用。
三、新工艺应用地点施工历史描述：
本次采用软岩深孔注胶加固技术的实验单位为南山煤矿三开拓区333队负责施工的二水平东部区中部轨道下山，该场子地处东部区，因受地质构造及地应力影响，该工程开门巷道40米范围内围岩松软、破碎严重。岩层赋存条件极其不稳定，存在多层煤、岩、矸互交层面，且岩体呈粉粒状，场子顶板抽顶难以维护，经现场实际数据采集推测，巷道围岩破碎圈厚度高达6～8米。该工程被迫于2009年停工。
因该工程为南山煤矿二水平东部区延伸工程，为保障矿井正常生产接续，矿于2010年内先后两次邀请中国矿大专家组深入施工现场进行试验，以解决松软、破碎围岩支护难题。经专家组研究先后采用注浆锚杆、注浆锚索、可伸缩性预应力锚杆等多项新工艺、新技术。但因围岩破碎严重，施工作业中难以成孔，导致试验效果较差，无法解决支护难题。
2012年10月中旬，经井下现场实际勘察研究矿决定，采用软岩深孔注胶加固技术对该工程开门点范围内巷道进行超前加固，研究并实践其可行性。2012年11月15日所有注胶加固准备工作就绪，场子正式进行翻撤旧棚作业，并采用超前注胶加固方法，截止2012年12月21日，该工程三岔口施工完毕，巷道断面跨度最大处达12.4米，工程施工作业期间无任何抽冒顶现象，通过超前注胶加固，场子开门施工解决了因岩石松软、破碎难以支护和支护成本过高的难题。
四、效果对比：
与原有的常规注胶加固工艺对比，深孔注胶加固技术避免了注胶过程中出现仅贴近巷道轮廓线2米范围内松散、破碎围岩板结，待爆破作业后，板结后的1～2米厚围岩因无法承受上部松软岩层压力而断裂，导致抽冒顶事故发生的现象，新工艺注胶、注浆可将巷道轮廓线外6～8米深左右的围岩全部粘合为整体，配合锚索、锚杆形成组合梁作用，使围岩自身的受力情况得到改善，提高围岩自身的支撑力，有效避免了抽冒顶现象的发生。同时，因松散围岩经人为辅助处理后形成整体，掘送后巷道施工永久支护用注浆锚索时，可有效的形成全程锚固，大大提高了锚索的受力能力，强化支护质量，有效提高巷道的服务年限。
五、总结：
南山煤矿通过对深孔注胶、注浆加固技术的应用，很好解决了东部区因岩石松软、破碎难以支护的难题。通过对该技术的使用，不但节约巷道的支护成本，通过与其他支护方式对比，该工艺取得很好的效果。
关键词：软岩 注浆加固 深孔注胶
软岩深孔注胶、注浆加固技术，是使用锚索机施工大深度注胶、注浆孔，使用特制的加长型注胶管配合配套封孔器，实现注胶、注浆深度突破软岩破碎圈，利用胶体的扩散、粘合作用人为地辅助破碎、松软围岩形成整体，提高围岩的支撑强度，以达到预期的支护目地。
一、支护材料、设备选取：
1、注胶、注浆材料选择：
注胶材料选用由廊坊新北源有限公司生产的矿用化学加固材料“镁多宝”进行，胶体原液由黑、蓝色塑料桶分别装运，注胶作业时使用注胶泵使两种胶体原液以1：1的比例注入注胶孔内。
注浆作业采用“双液浆”进行，双液浆由水泥浆与玻璃水混合而成，其中水泥浆配比比例为：1体积水泥配比1.5体积水；混合后的水泥浆与玻璃水的混合比为：3体积水泥浆配比1体积玻璃水。使用注浆泵使两种浆体按比例均匀注入注浆孔内。
2、注胶、注浆设备选择：
施工注胶、注浆孔采用矿用YT29型凿岩机施工封孔器封孔段；施工完毕后换用石家庄石煤机械厂生产的130型锚索机配合锚索钎杆施工注浆孔管体段，深度以穿过软岩圈为宜。
使用标准注浆封孔管配合封孔器进行封孔，封孔管出厂长度为2.0米，为达到深孔注胶的技术要求，需对注胶管进行二次加工，加工时将第一节注胶管的螺扣头保留，将快速接头处切割掉；再将其他注胶管俩侧全部切掉，将管体依次焊接在第一节注胶管上。因注胶管管壁较薄，使用电焊焊接时一触即漏，需在管体外部使用报废的水针外套做帮条，保证注胶管无泄漏点。（我矿注胶管加工后总长度为8.0米）
注浆所使用的水玻璃为成品化学制剂，无需设备二次加工；水泥灰调配时使用风动水泥浆注浆泵进行。
向注浆、注胶孔内注胶、注浆时使用由山东交院机械厂出产的ZBQS-12/10型多功能气动双液注浆泵进行。
二、施工工序：
1、施工作业前，首先需对注胶作业地点范围内的巷道进行敲帮问顶，确认安全后将施工所需的物料、设备搬运至作业地点附近并做好检修、检查等准备工作。
2、使用YT29型氣动凿岩机配合43mm钎头施工注胶孔的外部1.0米段，以供标准封孔器封孔使用，施工完毕后将钎杆撤出，再使用锚索机配合锚索钎杆施工注胶孔剩余部分，直至达到设计孔深，同时需注意使用锚索机施工期间需在所施工孔内上下反复多次钻进，以确保软岩部分不会因钎杆撤出而塌孔导致无法使用。
3、注胶孔全部施工完毕后，由作业人员负责观察孔内是否存在碎石块封堵，发现可处理碎石块时，使用铁线进行处理，钎杆撤除过程中如钎杆抱死，无法拔出时，可使用自制式卸杆器进行拆卸，自制卸杆器使用锚索钎杆小套与锚杆托盘焊接制作而成，使用时将一段拧在锚索钎杆上，同时在另一端使用铁锤进行敲击，以达到卸除钎杆的目的。
4、注胶钻孔清理完毕后，由作业人员多人协作使用附图1中所示加长型8.0米注胶管配合标准封孔器对注胶孔进行封孔作业，向眼内窜入注胶管时需一人负责保持管体平衡，一人在后侧用力向孔内推送管体，遇到无法通过地点，作业人员可使用铁锤轻轻敲击注胶管尾侧，保证注胶管体可按要求下设至孔底。
5、全部准备工作就绪后，将维修人员维护完毕后的注浆泵接风进行打水试运行，同时，由现场注胶负责人负责在外部使用容器对加固材料或双液浆进行配比、调和，只有确定比例正确，胶体反应时间在规定时间内，胶体无过期、失效现象后，方可将原液桶连接至注浆泵进行注浆、注胶作业。
6、注胶、注浆作业过程中要有专人负责观察注胶、注浆情况，注胶以胶体不向外侧流出为原则，发现胶体外流可适当减慢注浆泵运行速度，待胶体适当凝固后，恢复正常速度进行注胶。当注浆泵受压停止运转后，由作业人员负责打开出胶缸底部泄压阀，泄压阀打开后注浆泵可正常运行，关闭泄压阀后泵体运行2～3个行程后再次停止运行，判定注胶孔内胶体已注满，停止注胶作业，该注胶孔全部作业完成。
7、全部注胶作业完毕后，要按ZBQS系列煤矿用气动双液注浆泵说明书中有关要求，使用相适应的清洗方式清洗注浆泵缸体，注胶时清洗不得使用水，避免滞留胶体与水反应导致缸体封堵，需使用液压油或凿岩机用润滑油进行清洗；注双液浆后清洗泵缸使用清水进行。清洗缸体均以泵出的油、水内无大量白沫为依据，全部清洗完毕后将注浆泵妥善保管，以供下次注胶作业使用。
三、新工艺应用地点施工历史描述：
本次采用软岩深孔注胶加固技术的实验单位为南山煤矿三开拓区333队负责施工的二水平东部区中部轨道下山，该场子地处东部区，因受地质构造及地应力影响，该工程开门巷道40米范围内围岩松软、破碎严重。岩层赋存条件极其不稳定，存在多层煤、岩、矸互交层面，且岩体呈粉粒状，场子顶板抽顶难以维护，经现场实际数据采集推测，巷道围岩破碎圈厚度高达6～8米。该工程被迫于2009年停工。
因该工程为南山煤矿二水平东部区延伸工程，为保障矿井正常生产接续，矿于2010年内先后两次邀请中国矿大专家组深入施工现场进行试验，以解决松软、破碎围岩支护难题。经专家组研究先后采用注浆锚杆、注浆锚索、可伸缩性预应力锚杆等多项新工艺、新技术。但因围岩破碎严重，施工作业中难以成孔，导致试验效果较差，无法解决支护难题。
2012年10月中旬，经井下现场实际勘察研究矿决定，采用软岩深孔注胶加固技术对该工程开门点范围内巷道进行超前加固，研究并实践其可行性。2012年11月15日所有注胶加固准备工作就绪，场子正式进行翻撤旧棚作业，并采用超前注胶加固方法，截止2012年12月21日，该工程三岔口施工完毕，巷道断面跨度最大处达12.4米，工程施工作业期间无任何抽冒顶现象，通过超前注胶加固，场子开门施工解决了因岩石松软、破碎难以支护和支护成本过高的难题。
四、效果对比：
与原有的常规注胶加固工艺对比，深孔注胶加固技术避免了注胶过程中出现仅贴近巷道轮廓线2米范围内松散、破碎围岩板结，待爆破作业后，板结后的1～2米厚围岩因无法承受上部松软岩层压力而断裂，导致抽冒顶事故发生的现象，新工艺注胶、注浆可将巷道轮廓线外6～8米深左右的围岩全部粘合为整体，配合锚索、锚杆形成组合梁作用，使围岩自身的受力情况得到改善，提高围岩自身的支撑力，有效避免了抽冒顶现象的发生。同时，因松散围岩经人为辅助处理后形成整体，掘送后巷道施工永久支护用注浆锚索时，可有效的形成全程锚固，大大提高了锚索的受力能力，强化支护质量，有效提高巷道的服务年限。
五、总结：
南山煤矿通过对深孔注胶、注浆加固技术的应用，很好解决了东部区因岩石松软、破碎难以支护的难题。通过对该技术的使用，不但节约巷道的支护成本，通过与其他支护方式对比，该工艺取得很好的效果。