专利名称：一种可重复注浆加固巷道围岩的方法
技术领域：
本发明属于巷道围岩加固技术领域，尤其涉及一种可重复注浆加固巷道围岩的方法。
背景技术：
位于煤体或岩体或煤岩体中的巷道,在开掘时围岩应力产生重分布，同时出现位移。随着位移不断增大，巷道将产生失稳破坏。为了巷道的稳定，需要对巷道进行支护。巷道稳定所需要的支护力与巷道围岩的位移具有一定的关系，巷道围岩位移变形越大，维持巷道稳定所需要的支护力就越小。当围岩变形一旦超过一定限值，维持巷道稳定所需要的支护力将变大。如何实现最小支护力下能完全控制巷道的稳定性，即实现最经济性的支护？由于诸多因素的不确定性与不确知性，使得围岩-支护相互作用非常复杂，这种时机目前很难把握。让巷道产生一定量的位移，可以减小支护力，但代价是围岩出现不同程度的破裂，其强度下降，支承能力也下降。注浆是通过压力将浆液挤进被加固介质的孔隙或裂隙中，把裂隙周围的块体牢牢地粘合起来。无数工程实践表明，注浆可使破碎岩体的强度大大提高，有的可提高一倍乃至数倍或接近岩块的强度，对于质地好的岩体也可提高50-70%。作为巷道中的岩体(煤体)，在巷道开挖后，随着位移的产生，裂隙也出现。通过注浆，较宽裂隙充填浆液，起粘合作用，提高了破碎岩体的整体性，或发挥岩块嵌合强度，对位移的发展产生一定的抑制作用。对于深部巷道或软岩巷道而言，一次的注浆并不能阻止巷道位移，巷道仍会继续变形，新的裂隙仍会不断产生，进而降低了围岩的强度，但同时控制巷道变形所需的支护力也在减小。如果让位移再次发展到围岩裂隙具有较好的可注性时，再次进行注浆，将破裂的围岩胶结起来，可再次提高围岩的强度与整体性。如此多次适时注浆，对围岩进行加固，使加固后的围岩所提供的支护力，完全抗衡围岩压力，巷道的稳定性就会得到保证。这种思想充分发挥了围岩的支承能力，是非常经济的控制巷道稳定性的方法。目前，巷道岩体注浆，为了使进入岩体中浆液保持压力并且不回流，往往要堵住注浆管，导致注浆管堵塞，因此注浆管是一次性的。如果多次注浆，就要多次打设注浆管。显然，这不现实，因此，需要开发可重复注浆技术。
发明内容
本发明提供了一种可重复注浆加固巷道围岩的方法，旨在解决位于煤体或岩体或煤岩体中的巷道，在开掘时围岩应力产生重分布，同时出现位移，随着位移不断增大，巷道将产生失稳破坏，同时巷道稳定所需要的支护力与巷道的位移具有一定的关系，巷道变形越大，维持巷道稳定所需要的支护力就越小。但是，巷道的变形一旦超过一定限值，维持巷道稳定所需要的支护力将变大，但无法把握好时机使得近最经济的支护刚好在一定限值时完全抗衡围岩应力的作用，导致围岩的破裂、强度下降、巷道失稳的问题。本发明的目的在于提供一种可重复注浆加固巷道围岩的方法，该方法包括以下步骤:步骤一，根据注浆条件下巷道达到稳定可能产生的位移量，确定巷道的毛断面尺寸，并选择注浆材料；步骤二，根据巷道的地应力环境和固化围岩体的承载力，按厚壁圆筒理论及工程类比综合确定加固围岩的深度范围，并以此确定注浆孔的深度与间排距、浆液配比、注浆参数；步骤三，采用风钻或锚杆钻机在巷道周边钻注浆孔，除两帮下部或角部外，钻孔应
尽量垂直巷道壁面；步骤四，在完成注浆孔钻进后，插入注浆管，封堵注浆管外端与钻孔壁间的空隙，对底部的注浆管要进行保护，防止岩屑进入；步骤五，在完成一段巷道的全部注浆孔钻进与插管后，按照先注位置低的钻孔、后注高位钻孔的顺序进行注浆；步骤六，适当布设巷道收敛监测，当巷道位移增大到有明显的裂隙或者巷道出现加速或不稳定变形时，开展新一轮的注浆，注浆工艺要求同步骤五。进一步，在步骤一中，注浆材料可采用水泥浆，也可采用水泥-水玻璃或其它注浆材料。进一步，在步骤二中，注浆孔在沿巷道方向上可平行布置，也可梅花状布置，在巷道断面上，可均匀布置，若岩性差异大裂隙分布很不均匀时，也可适当调整孔间距。进一步,在步骤三中，钻头直径为42mm。进一步，在步骤四中，注浆管宜采用直径为42mm的无缝钢管，并在注浆管的管身上间隔300mnT500mm环向均勻布设4个直径为6 8mm的出衆孔,注衆管底端密封,一般管外端1000mm、底端300mm不布设出浆孔，并在出浆孔外用橡胶箍套上，形成单向阀。进一步，在步骤五中，按照先注位置低的钻孔、后注高位钻孔的顺序进行注浆时，应先底部，后两帮低部孔，再两帮高位孔，再两肩孔，最后是顶部孔；在沿巷道方向上，应隔排跳注，提闻注楽.效果；如果裂隙较大，可以先用小压力注入稠度较大的浆液或初凝时间较短的浆液，随后用较大压力注入稠度较小或初凝时间相对较长的浆液，直至完成该巷道段的注浆工作；对于斜向下的钻孔，注浆后注浆管内会积留浆液，需在完成该孔注浆时及时用水冲洗，以免
堵塞注浆管。进一步，当多次重复注浆与锚喷支护结合起来时，锚喷封闭巷道表面，浆液不易向巷道内流出，注浆压力易保持，裂隙被填充更充分更均匀，注浆效果更佳。同时，注浆又为锚杆提供牢靠的锚固着力点，提高锚杆的作用效果。进一步，该方法在注浆时，可采用丝扣连接的组合注浆管，由小径管段和大径管段两种直径的钢管组成，小径管段长250mm，两端各100 mm车成标准外丝，在小径管段的中间布设直径为6 8mm出浆孔4个，沿管周均匀分布，注浆管底端密封，一般管外端1000mm、底端300mm不布设出浆孔，出浆孔外安设弹性很好、厚3mm、宽50mm的橡胶箍，将与小径管段相连的大径管段端车成标准内丝，以便与小径管段丝扣联接，小径管段半径应小于大径管段半径减去橡胶箍厚度，应保证套上橡胶箍后的小径管段比大径管段略细，防止在插入煤岩体孔中被划破或移位。
进一步，该方法在注浆时，可采用一种整体式单向阀注浆管，是将无缝钢管局部进行均匀滚压成环形凹槽，然后在环形凹槽中布设直径为6 8mm出浆孔4个，沿管周均匀分布。注衆管底端密封，一般管外端1000mm、底端300mm不布设出衆孔。出衆孔外安设弹性很好、厚3mm、宽50mm的橡胶箍，凹槽半径应小于钢管半径减去橡胶箍厚度，应保证套上橡胶箍后的管径仍比钢管略小，防止在插入煤岩体孔中被划破、移位，该整体式单向阀注浆管也可在钢管厂通过模注或锻压而成。进一步，该方法在注浆时，可采用另一种整体式单向阀注浆管，该整体式单向阀注浆管是将无缝钢管局部挤压成对称的一对凹坑，然后在凹坑中布设直径为12 15mm出浆孔I个，在出浆孔上放置压缩性能较好的厚4 5mm的橡胶垫，用铆钉将对称的两出浆孔联结起来，铆接不能太紧，要求注浆时，在注浆压力下，浆液压缩橡胶垫和使橡胶垫变形，形成通道流向注浆管外，可按300mm的间距布置一对出浆孔(注浆管底端密封，一般管外端1000mm、底端300mm不布设出浆孔)，相邻出浆孔对，应垂直布设，凹坑的深度应保证安装对接铆钉后仍略低于注浆钢管表面，该整体式单向阀注浆管也可在钢管厂通过模注或锻压而成。本发明提供的可重复注浆加固巷道围岩的方法，根据注浆条件下巷道达到稳定可能产生的位移量，确定巷道的毛断面尺寸，并选择注浆材料；根据巷道的地应力环境和固化围岩体的承载力，按厚壁圆筒理论及工程类比综合确定加固围岩的深度范围，并以此确定注浆孔的深度与间排距、浆液配比、注浆参数；采用风钻或锚杆钻机在巷道周边钻注浆孔，除两帮下部或角部外，钻孔应尽量垂直巷道壁面；在完成注浆孔钻进后，插入注浆管，封堵注浆管外端与钻孔壁间的空隙，对底部的注浆管要进行保护，防止岩屑进入；在完成一段巷道的全部注浆孔钻进与插管后，按照先注位置低的钻孔、后注高位钻孔的顺序进行注浆；适当布设巷道收敛监测，当巷道位移增大到有明显的裂隙或者巷道出现加速或不稳定变形时，开展新一轮的注浆；注浆管上的浆液单向阀，可使注浆管用于煤岩体多次重复注浆加固，对巷道围岩的多次重复加固，既可控制巷道因快速变形而使围岩支承能力出现的降低，同时在围岩注浆强化-变形破裂-注浆强化的循环中，逐步有效地控制着巷道的稳定性；注浆管上的浆液单向阀的独特设计，使注浆管具有抗移位、划伤甚至划破的特性，适于煤岩体注浆孔注浆；通过重复注浆，适时将因巷道收敛而破裂的围岩胶结起来，使巷道周边总存在一个完整性较好、强度较高的支撑结构体，在支撑结构体还无法抗衡围岩压力时，巷道通过有序变形释放能量，降低所需要的支护压力；支撑结构体经过一次又一次的间隔注浆，一次又一次地把破碎煤岩体强度和整体性提高，最终与围岩压力相抗衡，巷道得以稳定，支撑结构体与其外侧围岩无缝相连，能实现两者完全耦合，这是巷道耦合支护的最佳状态，是其它支护材料的耦合支护所不能达到的状态，实用性强，具有较强的推广与应用价值。
图1是本发明实施例提供的可重复注浆加固巷道围岩的方法的实现流程图；图2是本发明实施例提供的丝扣连接的组合注浆管的结构示意图；图3是本发明实施例提供的一种整体式单向阀注浆管的结构示意图；图4是本发明实施例提供的另一种整体式单向阀注浆管的结构示意图。图中:1、小径管段；2、大径管段；3、橡胶箍；4、出浆孔；5、铆钉。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定发明。图1示出了本发明实施例提供的可重复注浆加固巷道围岩的方法的实现流程。该方法包括以下步骤:步骤S101，根据注浆条件下巷道达到稳定可能产生的位移量，确定巷道的毛断面尺寸，并选择注浆材料；步骤S102，根据巷道的地应力环境和固化围岩体的承载力，按厚壁圆筒理论及工程类比综合确定加固围岩的深度范围，并以此确定注浆孔的深度与间排距、浆液配比、注浆参数；步骤S103，采用风钻或锚杆钻机在巷道周边钻注浆孔，除两帮下部或角部外，钻孔
应尽量垂直巷道壁面；步骤S104，在完成注浆孔钻进后，插入注浆管，封堵注浆管外端与钻孔壁间的空隙，对底部的注浆管要进行保护，防止岩屑进入；步骤S105，在完成一段巷道的全部注浆孔钻进与插管后，按照先注位置低的钻孔、后注高位钻孔的顺序进行注浆；步骤S106，适当布设巷道收敛监测，当巷道位移增大到有明显的裂隙或者巷道出现加速或不稳定变形时，开展新一轮的注浆，注浆工艺要求同步骤五。在本发明实施例中，在步骤SlOl中，注浆材料可采用水泥浆，也可采用水泥-水玻璃或其它注浆材料。在本发明实施例中，在步骤S102中，注浆孔在沿巷道方向上可平行布置，也可梅花状布置，在巷道断面上，可均匀布置，若岩性差异大裂隙分布很不均匀时，也可适当调整孔间距。在本发明实施例中，在步骤S103中，钻头直径位42mm。在本发明实施例中，在步骤S104中，注浆管宜采用直径为42mm的无缝钢管，并在注衆管的管身上间隔300mnT500mm环向均勻布设4个直径为6 8mm的出衆孔4,注衆管底端密封，一般管外端1000mm、底端300mm不布设出浆孔，并在出浆孔4外用橡胶箍3套上，形成单向阀。在本发明实施例中，在步骤S105中，按照先注位置低的钻孔、后注高位钻孔的顺序进行注浆时，应先底部，后两帮低部孔，再两帮高位孔，再两肩孔，最后是顶部孔；在沿巷道方向上，应隔排跳注，提高注浆效果；如果裂隙较大，可以先用小压力注入稠度较大的浆液或初凝时间较短的浆液，随后用较大压力注入稠度较小或初凝时间相对较长的浆液，直至完成该巷道段的注浆工作；对于斜向下的钻孔，注浆后注浆管内会积留浆液，需在完成该孔注浆时及时用水冲洗，以免
堵塞注浆管。在本发明实施例中，当多次重复注浆与锚喷支护结合起来时，锚喷封闭巷道表面，浆液不易向巷道内流出，注浆压力易保持，裂隙被填充更充分更均匀，注浆效果更佳。同时，注浆又为锚杆提供牢靠的锚固着力点，提高锚杆的作用效果。在本发明实施例中，该方法在注浆时，可采用丝扣连接的组合注浆管，由小径管段I和大径管段2两种直径的钢管组成，小径管段I长250mm，两端各100 mm车成标准外丝，在小径管段I的中间布设直径为6 8mm出浆孔4 4个，沿管周均匀分布，注浆管底端密封，一般管外端1000mm、底端300mm不布设出衆孔，出衆孔4外安设弹性很好、厚3mm、宽50mm的橡胶箍3，将与小径管段I相连的大径管段2端车成标准内丝，以便与小径管段I丝扣联接，小径管段I半径应小于大径管段2半径减去橡胶箍3厚度，应保证套上橡胶箍3后的小径管段I比大径管段2略细，防止在插入煤岩体孔中被划破或移位。在本发明实施例中，该方法在注浆时，可采用一种整体式单向阀注浆管，是将无缝钢管局部进行均匀滚压成环形凹槽，然后在环形凹槽中布设直径为6 8mm出浆孔4 4个，沿管周均勻分布。注衆管底端密封，一般管外端1000mm、底端300mm不布设出衆孔。出衆孔4外安设弹性很好、厚3mm、宽50mm的橡胶箍3,凹槽半径应小于钢管半径减去橡胶箍3厚度，应保证套上橡胶箍3后的管径仍比钢管略小，防止在插入煤岩体孔中被划破、移位，该整体式单向阀注浆管也可在钢管厂通过模注或锻压而成。在本发明实施例中，该方法在注浆时，可采用另一种整体式单向阀注浆管，该整体式单向阀注浆管是将无缝钢管局部挤压成对称的一对凹坑，然后在凹坑中布设直径为12 15mm出衆孔4 I个,在出衆孔4上放置压缩性能较好的厚4 5mm的橡胶垫,用铆钉5将对称的两出浆孔联结起来，铆接不能太紧，要求注浆时，在注浆压力下，浆液压缩橡胶垫和使橡胶垫变形，形成通道流向注浆管外，可按300mm的间距布置一对出浆孔4 (注浆管底端密封，一般管外端1000mm、底端300mm不布设出衆孔),相邻出衆孔4对,应垂直布设,凹坑的深度应保证安装对接铆钉5后仍略低于注浆钢管表面，该整体式单向阀注浆管也可在钢管厂通过模注或锻压而成。下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。对于巷道注浆加固，可重复注浆加固煤岩巷道的步骤如下:(I)根据注浆条件下巷道达到稳定可能产生的位移量，确定巷道的毛断面尺寸。(2)选择注浆材料。常用水泥浆，也可采用水泥-水玻璃，或其它浆材。(3)根据巷道的地应力环境和固化围岩体的承载力，按厚壁圆筒理论及工程类比综合确定加固围岩的深度范围，并以此确定注浆孔的深度、间排距、浆液配比、注浆参数等。注浆孔在沿巷道方向上可平行布置，也可梅花状布置。在巷道断面上，可均匀布置。如果岩性差异大裂隙分布很不均匀时，也可适当调整孔间距。(4)钻孔。采用风钻或锚杆钻机在巷道周边钻注浆孔，钻头直径Φ42πιπι。除两帮下部或角部外，钻孔应尽量垂直巷道壁面。(5)插入注浆管。在完成注浆孔钻进后，插入注浆管，封堵注浆管外端与钻孔壁间的空隙，对底部的注浆管要进行保护，防止岩屑进入。注浆管宜采用Φ42钢管，并在管身上间隔300mnT500mm环向均勻布设一组(4个)直径为6 8mm的出衆孔4,注衆管底端密封，一般管外端1000mm、底端300mm不布设出浆孔，在出浆孔4外用橡胶箍3套上，形成单向阀。(6)注浆。在同一断面上，应先注位置低的钻孔，后注高位钻孔。即先底部，后两帮低部孔，再两帮高位孔，再两肩孔，最后是顶部孔。在沿巷道方向上，应隔排跳注。如果裂隙较大，可以先用小压力注入稠度较大的浆液或初凝时间较短的浆液，随后用较大压力注入稠度较小或初凝时间相对较长的浆液。直至完成该巷道段的注浆工作。对于斜向下的钻孔，注浆后注浆管内会积留浆液，因此需在完成该孔注浆时及时用水冲洗，以便堵塞注浆管。(7)再次注浆。当巷道位移增大到有明显的裂隙，或巷道出现加速或不稳定变形时，宜开展新一轮的注浆。注浆工艺要求同(6)。当多次重复注浆与锚喷支护结合起来时，因为锚喷封闭巷道表面，浆液不易向巷道内流出，注浆压力易保持，裂隙被填充更充分更均匀，注浆效果更佳。同时，注浆又为锚杆提供牢靠的锚固着力点，提高锚杆的作用效果。适应巷道岩体重复注浆的注浆管，最主要的是注浆管上的浆液单向阀的设置，而且这种单向阀装置要能抗孔壁粗糙、孔壁凸块的划伤甚至划破，不能被挪动移位。下面是符合上述条件的几种注浆管。图2为丝扣连接的组合注浆管，它是由小径管段I和大径管段2两种直径的无缝钢管组成，小径管段I长250mm，两端各100 mm车成标准外丝，在小径管段I的中间布设直径为6 8mm出浆孔4 4个，沿管周均匀分布，注浆管底端密封，一般管外端1000mm、底端300mm不布设出浆孔，出浆孔4外安设弹性很好厚3mm宽50mm的橡胶箍3，将与小径管段I相连的大径管段2端车成标准内丝，以便和小径管段I丝扣联接，小径管段I半径应小于大径管段2半径减去橡胶箍3厚度，应保证套上橡胶箍3后的小径管段I比大径管段2略细，防止在插入煤岩体孔中被划破或移位。图3为一种整体式单向阀注浆管，它是将钢管局部进行均匀滚压成环形凹槽，然后在环形凹槽中布设直径为6 8mm出浆孔4 4个，沿管周均匀分布。注浆管底端密封，一般管外端1000mm、底端300mm不布设出衆孔。出衆孔4外安设弹性很好、厚3mm、宽50mm的橡胶箍3，凹槽半径应小于钢管半径减去橡胶箍3厚度，应保证套上橡胶箍3后的管径仍比钢管略小，防止在插入煤岩体孔中被划破、移位，这种注浆管也可以在钢管厂通过模注或锻压而成。图4为另一种整体式单向阀注浆管，它是将无缝钢管局部挤压成对称的一对凹坑，然后在凹坑中布设直径为12 15mm出浆孔4 I个，在出浆孔4上放置压缩性能较好的厚4 5mm的橡胶垫，用铆钉5将对称的两出浆孔联结起来，铆接不能太紧，要求注浆时，在注浆压力下，浆液压缩橡胶垫和使橡胶垫变形，形成通道流向注浆管外，可按300mm的间距布置一对出浆孔4 (注浆管底端密封，一般管外端1000mm、底端300mm不布设出浆孔)，相邻出浆孔4对，应垂直布设，凹坑的深度应保证安装对接铆钉5后仍略低于注浆钢管表面，这种注浆管也可以在钢管厂通过模注或锻压而成。可重复注浆法的优点:根据上述要求设计的可重复注浆加固煤岩巷道的方法具有如下优点:( I)注浆管上新型的浆液单向阀，可以使注浆管用于煤岩体多次重复注浆加固。对巷道围岩的多次重复加固，既可控制巷道因快速变形而使围岩支承能力出现的降低，同时在围岩注浆强化-变形破裂-注浆强化的循环中，逐步有效地控制着巷道的稳定性。(2)注浆管上的浆液单向阀的独特设计，使其具有抗移位、划伤甚至划破的特性，适于煤岩体上通过注浆孔注浆。(3)通过重复注浆，适时将因巷道收敛而破裂围岩胶结起来，将使巷道周边总存在一个完整性较好、强度较高的支撑结构体(注浆加固圈)。在加固圈还无法抗衡围岩压力时，巷道通过有序变形释放能量，降低所需的支护压力。加固圈经过一次又一次的间隔注浆，一次又一次地把破碎煤岩体强度和整体性提高，最终与围岩压力相抗衡，巷道得以稳定。(4)这个结构体(加固圈)与其外侧围岩无缝相连，能实现两者完全耦合。这是巷道耦合支护的最佳状态，是其它支护材料的耦合支护所不能达到的状态。(5)以无缝钢管为材料的注浆管起到对巷道围岩加筋作用，提高围岩的整体支承作用，或使破碎岩块形成较紧密的嵌合和约束，发挥岩块高强度的作用。(6)当多次重复注浆与锚喷支护结合起来，注浆固化效果更佳。因为此时锚喷封闭了巷道表面，浆液不易向巷道内流出，注浆压力易保持，裂隙将被填充得更充分更均匀，所形成的加固圈具有更高的承载能力。同时，注浆又为锚杆提供牢靠的锚固着力点，提高锚杆的作用效果。(7)它不仅适用于岩(煤)巷全断面注浆形成封闭的加固圈，也适用于岩(煤)巷局部注浆加固、底鼓防治，尤其是深部岩(煤)巷的注浆加固。本发明实施例提供的可重复注浆加固巷道围岩的方法，根据注浆条件下巷道达到稳定可能产生的位移量，确定巷道的毛断面尺寸，并选择注浆材料；根据巷道的地应力环境和固化围岩体的承载力，按厚壁圆筒理论及工程类比综合确定加固围岩的深度范围，并以此确定注浆孔的深度和间排距、浆液配比、注浆参数；采用风钻或锚杆钻机在巷道周边钻注浆孔，除两帮下部或角部外，钻孔应尽量垂直巷道壁面；钻完注浆孔后，应插入注浆管，封堵注浆管外端与钻孔壁间的空隙；在完成一段巷道的全部注浆孔钻进与插管后，按照先注位置低的钻孔、后注高位钻孔的顺序进行注浆；在沿巷道方向上，应隔排跳注，提高注浆效果；适当布设巷道收敛监测，当巷道位移增大到有明显的裂隙或者巷道出现加速或不稳定变形时，开展新一轮的注浆；注浆管上的浆液单向阀，可使注浆管用于煤岩体多次重复注浆加固，对巷道围岩的多次重复加固，既可控制巷道因快速变形而使围岩支承能力出现的降低，同时在围岩注浆强化-变形破裂-注浆强化的循环中，逐步有效地控制着巷道的稳定性；注浆管上的浆液单向阀的独特设计，使注浆管具有抗移位、划伤甚至划破的特性，适于煤岩体注浆孔注浆；通过重复注浆，适时将因巷道收敛而破裂围岩胶结起来，将使巷道周边总存在一个完整性较好、强度较高的支撑结构体，在支撑结构体还无法抗衡围岩压力时，巷道通过有序变形释放能量，降低所需要的支护压力；支撑结构体经过一次又一次的间隔注浆，一次又一次地把破碎煤岩体强度和整体性提高，最终与围岩压力相抗衡，巷道得以稳定，支撑结构体与其外侧围岩无缝相连，能实现两者完全耦合，这是巷道耦合支护的最佳状态，是其它支护材料的耦合支护所不能达到的状态，实用性强，具有较强的推广与应用价值。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种可重复注浆加固巷道围岩的方法，其特征在于，该方法包括: 步骤一，根据注浆条件下巷道达到稳定可能产生的位移量，确定巷道的毛断面尺寸，并选择注浆材料； 步骤二，根据巷道的地应力环境和固化围岩体的承载力，按厚壁圆筒理论及工程类比综合确定加固围岩的深度范围，并以此确定注浆孔的深度与间排距、浆液配比、注浆参数； 步骤三，采用风钻或锚杆钻机在巷道周边钻注浆孔，除两帮下部或角部外，钻孔应尽量垂直巷道壁面； 步骤四，在完成注浆孔钻进后，插入注浆管，封堵注浆管外端与钻孔壁间的空隙，对底部的注浆管要进行保护，防止岩屑进入； 步骤五，在完成一段巷道的全部注浆孔钻进与插管后，按照先注位置低的钻孔、后注高位钻孔的顺序进行注浆； 步骤六，适当布设巷道收敛监测，当巷道位移增大到有明显的裂隙或者巷道出现加速或不稳定变形时，开展新一轮的注浆，注浆工艺要求同步骤五。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤一中，注浆材料可采用水泥浆，也可采用水泥-水玻璃，或其它注浆材料。
3.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤二中，注浆孔在沿巷壁方向上可平行布置，也可梅花状布置，在巷道断面上，可均匀布置，若岩性差异大裂隙分布很不均匀时，也可适当调整孔间距。
4.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤三中，钻头直径为42mm。
5.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤四中，注浆管宜采用直径为42mm的无缝钢管，并在注浆管的管身上间隔300mnT500mm环向均匀布设4个直径为6 8mm的出浆孔，注浆管底端密封，一般管外端1000mm、底端300mm不布设出浆孔，并在出浆孔外用橡胶箍套上，形成单向阀。
6.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤五中，按照先注位置低的钻孔、后注高位钻孔的顺序进行注浆时，应先底部，后两帮低部孔，再两帮高位孔，再两肩孔，最后是顶部孔；在沿巷道方向上，应隔排跳注，提高注浆效果； 如果裂隙较大，可以先用小压力注入稠度较大的浆液或初凝时间较短的浆液，随后用较大压力注入稠度较小或初凝时间相对较长的浆液，直至完成该巷道段的注浆工作；对于斜向下的钻孔，注浆后注浆管内会积留浆液，需在完成该孔注浆时及时用水冲洗，以免堵塞注浆管。
7.按权利要求1所述的方法，其特征在于，当多次重复注浆与锚喷支护结合起来时，锚喷封闭巷道表面，浆液不易向巷道内流出，注浆压力易保持，裂隙被填充更充分更均匀，注浆效果更佳；同时，注浆又为锚杆提供牢靠的锚固着力点，提高锚杆的作用效果。
8.按权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法在注浆时，可采用丝扣连接的组合注浆管，由小径管段和大径管段两种直径的钢管组成，小径管段长250mm，两端各100 mm车成标准外丝，在小径管段的中间布设直径为6 8mm出浆孔4个，沿管周均匀分布，出浆孔外安设弹性很好、厚3mm、宽50mm的橡胶箍，将与小径管段相连的大径管段端车成标准内丝，以便与小径管段丝扣联接，小径管段半径应小于大径管段半径减去橡胶箍厚度，应保证套上橡胶箍后的小径管段比大径管段略细，防止在插入煤岩体孔中被划破或移位。
9.按权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法在注浆时，可采用一种整体式单向阀注浆管，是将无缝钢管局部进行均匀滚压成环形凹槽，然后在环形凹槽中布设直径为6 8mm出楽;孔4个,沿管周均勻分布，出衆孔外安设弹性很好、厚3mm、宽50mm的橡胶箍,凹槽半径应小于钢管半径减去橡胶箍厚度，应保证套上橡胶箍后的管径仍比钢管略小，防止在插入煤岩体孔中被划破、移位，该整体式单向阀注浆管也可在钢管厂通过模注或锻压而成。
10.按权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法在注浆时，可采用另一种整体式单向阀注浆管，该整体式单向阀注浆管是将无缝钢管局部挤压成对称的一对凹坑，然后在凹坑中布设直径为12 15mm出浆孔I个，在出浆孔上放置压缩性能较好的厚4 5mm的橡胶垫，用铆钉将对称的两出浆孔联结起来，铆接不能太紧，要求注浆时，在注浆压力下，浆液压缩橡胶垫和使橡胶垫变形，形成通道流向注浆管外，可按300mm的间距布置一对出浆孔，相邻出浆孔对，应垂直布设，凹坑的深度应保证安装对接铆钉后仍略低于注浆钢管表面，该整体式单向阀注浆管也可在 钢管厂通过模注或锻压而成。
全文摘要
本发明公开了一种可重复注浆加固巷道围岩的方法，根据注浆条件下巷道达到稳定可能产生的位移量，确定毛断面尺寸，选择注浆材料；确定注浆孔的深度与间排距、浆液配比、注浆参数；采用风钻或锚杆钻机在巷道周边钻注浆孔，插入注浆管，封堵管外端与孔壁间空隙；按照先低位孔后高位孔的顺序进行注浆；隔排跳注，提高注浆效果；当巷道位移增大到有明显的裂隙，或者巷道出现加速或不稳定变形时，开展新一轮的注浆；巷道通过有序变形释放能量，逐渐降低所需要的支护压力，而通过多次重复注浆，适时将因巷道收敛而破裂的围岩胶结起来，使巷道周边总存在完整性较好、强度较高的支撑结构体，最终达到或超过维持巷道稳定所需要的支护力。
文档编号E21D11/10GK103089274SQ201310014588
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月15日 优先权日2013年1月15日
发明者邹正盛, 郑清洁, 琚晓冬, 李庆波, 高卫亮 申请人:河南理工大学