摘要：煤矿井下巷道掘进顶板支护工程难度大，技术复杂，在实际的支护工作中会受到施工工艺和恶劣环境的影响。现阶段比较常见的煤矿井下巷道顶板支护技术在实际使用过程中，不但能提高掘进的速度，还能为井下作业人员的安全提供保障，同时能促进煤矿企业稳定的发展，因此我们要让支护技术有效的应用到掘进工作当中。针对沿空掘进工作面顶板破碎区域，易发生片帮、冒顶事故的实际问题，以淮南矿区丁集煤矿1242(3)轨顺为例，设计了顶板破碎带注浆方案，应用结果表明取得了良好的效果，可为其他煤矿类似情况提供参考。 关键词：掘进工作面；沿空；破碎带；超前预注浆加固
数据采集板1 前言
当煤矿井下的沿空掘进工作面遇到顶板破碎带时，易发生片帮、冒顶事故，给安全生产带来威胁。破碎带区域结构复杂且应力分布不规律，使工作面的顶板破碎不连续且岩石松软，围岩的力学性质改变，进一步增大了顶板事故发生的概率［1］。 注浆加固的作用主要有［2-5］：网络骨架支承加固作用，通过注浆，大幅增强破碎围岩的强
度，从而减小其变形；充填压密岩体改变其破坏机理，高压注浆使得较大裂隙被浆液填满，较小的裂隙受注浆压力影响，被挤压缩小甚至闭合，使得岩体强度大幅提高；形成承载结构，经过注浆加固后，破碎的岩体重新被结体成整体结构，承载能力大幅提高。通过注浆加固后，破碎煤岩体的承载能力和整体性能被极大提高，保证了工作面围岩的稳定性，从而避免发生片帮、冒顶事故。
2 超前预注浆加固机理
顶板围岩在巷道掘进、工作面回采采动影响后出现裂隙，注浆锚索能够有效减小围岩变形。第一，浆液能够渗透围岩裂隙，在围岩裂隙中固结后形成骨架结构，将煤岩凝固在一起，提高煤岩体内部粘结力，增强围岩整体的稳定性，当围岩受采动影响发生变形时，煤岩体固结骨架能够发挥其韧性，防止围岩发生破坏；第二，能够提高煤岩体整体强度，通过注浆能够改变煤岩体内部自然节理弱面的力学性能，增大节理弱面之间相对滑动的阻力，从而提高煤岩体整体的稳定性；第三，通过注浆锚索加固作用能够使松散岩体胶结成新的整体，形成对巷道空间保护的承载结构，充分发挥围岩自承能力；第四，采用中空注浆锚索加固围岩，一方面锚索安装后能够及时施加预紧力，为围岩提供支护阻力；另一方
面通过注浆实现了锚索的全长锚固，浆液的扩散固结了破碎、松散岩层，提高了巷道围岩的整体性和强度以及自承能力，极大的发挥了注浆锚索锚固的效果，从而能够大幅提高沿空留巷顶板的稳定性。
3 工程概况
1242（3）轨顺位于西一13-1采区，东临采区系统巷道，西至西一采区边界，南侧的1252（3）工作面已收作，工作面下伏的11-2煤的1242（1）工作面已收作。巷道设计长度1945m，1242（3）轨顺拨门施工480m，位于1#积水区范围内，受1252（3）-4断层影响，该段巷道顶板破碎，帮部位移量大。
4 超前预注浆加固技术的应用
4.1钻孔设计
共设计、使用注浆孔12个，注浆孔主要分布在巷道顶板0-8m范围及迎脸，分别为：巷道底板距揭露断层27m时，停头施工注浆孔6个，分别为1-1#、1-2#、1-3#、1-4#、1-5#、1-6#，注浆孔兼做地质孔；巷道底板距揭露断层14.5m时，停头施工注浆孔6个，分别为2-1#
、2-2#、2-3#、2-4#、2-5#、2-6#，注浆孔兼做地质孔。
表1注浆孔具体数据
孔号 | 方位（°） | 倾角（°） | 孔深（m） | 终孔压力（MPa） | 注浆量（t） |
1# | 269 | 6 | 60 | 10 | 0.475 |
2# | 270 | 6 | natr-24160 | 11 | 1.025 |
3# | 271 | 6 | 60 | 10 | 大米添加剂0.825 |
4# | 270 | 0 | 60 | 10 | 3.375 |
合计 | 5.7 |
| | | | | |
4.2钻孔施工及工艺
(一)施工设备及钻具
（1）钻机：ZDY3200S型钻机
（2）钻杆：Φ63.5/73mm肋骨钻杆
（3）钻头：Φ113mm复合片钻头
(二)施工工艺
用Ф113mm钻头钻进，水力排渣法施工，施工至设计孔深后带水缓慢匀速起钻，起钻后立即封孔。如果施工中遇特殊情况或者煤孔段不易用水排渣施工时，可全程用压风排渣法施工。
4.3钻孔封孔及工艺
(一)封孔材料及工器具
（1）封孔管：1吋*2m双抗管（实管和花管）、1吋*1m钢管、4分铁管、太阳能管。
（2）注浆泵：ZBY-50/70-J型风动注浆泵。
（3）聚氨酯A、B封孔药、囊袋封孔器、久米纳注浆料、水泥、棉纱、彩条布等。
(二)封孔工艺
（1）采用“两堵一注”囊袋封孔，封孔长度不得少于15m，即0-1m和14-15m段用囊袋封堵，中间注PNO42.5水泥浆。多功能锤子
（2）由孔口向里下1吋花管至孔底，其中外端为1吋实管，且不少于15m（孔口一根为铁实管），其余为1吋双抗管（实管）。同时下4分铁管至封孔段向里300mm作为排气管，下2m长太阳能管作为返浆管。
（3）先使用注浆泵将封孔久米纳配比液（水灰比0.8：1）注入囊袋内，等囊袋膨胀后将两端堵实，然后通过囊袋封孔器另外一根注浆管对中间段注水泥浆（水灰比0.8：1），待孔口返浆管返浆后，停止注浆，等待0.5-1小时后对孔内进行2次注浆，再次返浆后将注浆管对折后扎牢，注浆结束。
（4）排气管出口增设阀门，孔内注浆排气后及时关闭。
4.4钻孔注浆及工艺
(一)注浆材料及工器具
（1）注浆材料：KWJG-I型久米纳矿用无机加固复合砂浆。
（2）水灰比为：0.28-0.5，搅拌时间不低于10min。
感应式小便器
（3）注浆压力：注浆压力≥10MPa，并稳压达到3-5分钟以上。
（4）注浆设备：采用JJS－10型搅拌机制浆，采用ZBY3/10-11型矿用液压注浆泵注浆。
(二)注浆工艺
连接好注浆管路→用清水调定注浆压力→将吸水管放入清水桶内→注浆阀开一半→逆旋调压阀至零位→开机→缓缓旋调压阀至正常出水→缓慢关闭注浆阀→调压至规定压力→配液→注浆。
5 注浆效果的检测
注浆4个孔，共注浆5.7t，平均注浆压力10Mpa。注浆后巷道顶板未发生明显下沉，巷道掘进期间，发现注浆孔内有浆液凝固，裂隙处有浆液充填，巷道帮顶较为完整。
牙刷加工6 结语
工作面自采用超前预注浆后，迎头施工及过断层期间无片帮掉顶现象，注浆效果良好，超前注浆起到了加固围岩的效果，巷道无需再次返修，减少了维修费用及人工费用，对掘进工作面顶板治理，起到很好的借鉴作用，也为丁集煤矿巷道过大落差断层安全施工积累了宝贵的经验。
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