破碎顶板注水玻璃加固技术

巷道过断层破碎带施工技术及安全措施摘要：地质构造是矿井巷道开掘施工重要影响因素之一。

其中巷道掘进过程中遇断层破碎带，受构造应力和原岩应力作用，断层构造发育范围内围岩整体性遭受破坏。

在原生裂隙的基础上产生次生裂隙，促使巷道围岩强度降低、易破碎，掘进时围岩矿山压力显现剧烈，导致巷道围岩发生塑形破坏，顶板变形失稳严重，影响矿井的安全生产。

工程实际中应选择合适的过断层方案，并采取有效的支护方案与安全管理措施，以保障矿井巷道在生产过程中安全使用。

关键词：巷道；过断层；破碎带；施工技术；安全措施1工程地质与水文地质概况1.1工程地质概况某铁矿区内断裂构造较发育，纵向断裂有船底山断裂带（F1）和西部断裂带（F2），横向断裂有青山街~豹子山断裂带（F3）及F4~F10等小断裂。

船底山断裂带（F1）出露在背斜轴部，断层角砾呈棱角状，岩屑和硅质胶结，强烈镜铁矿化。

西部断裂带（F2）由南向北落差逐渐减小，沿断裂带有岩脉侵入及较强矿化和蚀变、地温变化相对强烈、赋矿层位出现挠曲。

F3断裂带位于矿区南部，其胶结物为岩屑和硅质，具有强烈镜铁矿化和黄铁矿化的特征，普遍见有重晶石。

成矿后期断裂带主要有F4，F5，F6和F7，为正长细晶岩脉充填，该组断裂破坏矿体，但位移不大。

1.2水文地质概况区内含有第四系全新统孔隙含水层、岩溶裂隙和基岩裂隙含水层等。

在钟姑复式背斜中，次一级背斜构造较发育，使轴部完整岩石破碎，产生裂隙，透水性增强，形成储水构造。

一般单位涌水量为1.849~4.105L/（s•m），渗透系数为1.833~9.91m/d，最大单位涌水量为8.204L/（s•m），渗透系数为10.89m/d。

含水层岩性以黄马青组下段杂色砂页岩为主，两翼岩层透水性有所减弱。

2巷道过断层合理掘进施工与支护技术2.1巷道过断层合理掘进施工技术当断层处围岩非常软弱破碎时，要采取超前管棚进行超前预加固措施和台阶法施工。

首先通过钻孔揭露待掘地段岩层及超前预加固效果，然后在超前钻孔内安装超前管棚，喷浆封闭后再利用超前管棚进行注浆加固，最后在形成的超前管棚结构维护作用下进行巷道掘进和支护施工。

水泥-水玻璃双液注浆在深基坑土体加固中的技术应用发表时间：2020-12-17T13:08:20.503Z 来源：《建筑实践》2020年7月第21期作者：郭贤静恩鹏黄志红马泽琛[导读] 本文结合一深基坑工程实例，探讨水泥-水玻璃双液注浆在深基坑土体加固中的措施、工艺等问题，以期为基坑施工的安全和稳定提供保障。

郭贤静恩鹏黄志红马泽琛中建二局第三建筑工程有限公司华东分公司江苏南京 210019摘要：本文结合一深基坑工程实例，探讨水泥-水玻璃双液注浆在深基坑土体加固中的措施、工艺等问题，以期为基坑施工的安全和稳定提供保障。

关键词：深基坑：双液注浆；土体加固：浆液配比引言随着我国经济的快速发展，开发地下空间已是当前趋势，随着城市建筑物的密度越来越大，深基坑对安全的要求也越来越高。

基坑施工过程中常常会受到周边施工对土体的影响，相应事故经常出现，对基坑围护体系及周边建筑物、构筑物均能造成不可估量的损失，因此要采取必要措施加强对基坑周边土体的加固。

本文通过某城市文庙街区项目基坑支护工程为例，采取了水泥-水玻璃双液注浆加固土体处理措施，起到了很好的加固效果。

1.项目概况某城市文庙街区项目，框架结构，建筑面积约33456㎡，地下二层，地上庙街区三层、鼓楼部分二层。

古建部分为砖木结构，其中鼓楼2层，其余1层，古建部分总面积约2152㎡,其中最大古建单体面积约300㎡。

基坑规模：基坑面积12600m2，基坑周长570m，基坑深度11m，基坑等级一级。

2.现场原因说明分析某城市文庙街区项目工程三轴水泥搅拌桩止水帷幕施工已完成，但是基坑东侧、南侧后进行市政工程地下管线施工。

市政工程施工位置距离该工程止水帷幕较近，其支护体系采用插打钢板桩工艺施工，可能对该工程止水帷幕及周边土体产生扰动。

3.双液注浆参数3.1注浆压力的选定注浆压力是注浆施工中的重要参数，它关系到注浆施工的质量以及是否经济。

因此，正确确定注浆压力和合理运用注浆压力有着重要的意义。

顶板灾害防治技术是煤矿安全生产中非常重要的一项工作，关系到矿工的生命安全和矿井的正常运行。

本文将围绕顶板灾害的防治技术展开论述，不使用首先、其次、另外、总之、最后等分段语句，以突出论点的连贯性和逻辑性。

一、顶板灾害的概述顶板灾害是煤矿工作面上顶板发生破碎或崩落的现象，是煤矿生产中常见的一种灾害。

这种灾害会造成矿井内的岩石泥浆大量涌出，严重威胁到矿工的生命安全和矿井的稳定运行。

二、顶板控制技术为了有效地防止顶板灾害的发生，煤矿安全生产中使用了多种顶板控制技术。

其中一种常用的技术是岩层支护技术。

该技术通过对岩石层进行支护，形成坚固的岩体结构，以保持岩层的稳定性，防止其崩落。

岩层支护技术具有多种形式，如锚杆支护、钢架支护、喷锚支护等。

这些技术都能有效地增强岩层的稳定性，防止岩层发生破碎和崩落。

三、顶板预测技术顶板预测技术是防治顶板灾害的重要手段之一。

它通过对岩石层的变形、破裂和位移等进行监测和分析，提前预测出顶板灾害的可能发生位置和时间，以便采取相应的措施进行防治。

常用的顶板预测技术有测量仪器和监测系统。

测量仪器用于准确测量岩石层的位移和变形情况，监测系统则将测量结果实时传输到中心控制室，以便及时采取措施。

四、顶板加固技术顶板加固技术是对已经出现灾害的顶板进行修复和加固的技术。

它通过钻孔、注浆、爆破等方式，将强固材料注入岩石裂隙中，以填充和加固岩体，恢复顶板的稳定性。

顶板加固技术具有快速、高效的特点，能够迅速修复受损的顶板，恢复矿井的正常生产。

五、顶板排水技术顶板灾害往往伴随着大量的岩石泥浆涌出，给矿井的安全运营带来很大的困扰。

为了解决这个问题，煤矿安全生产中采用了顶板排水技术。

顶板排水技术利用井下排水泵抽取顶板泥浆，将其排至地面或其他安全地点。

通过排水，能够有效控制顶板泥浆的涌出，减少顶板灾害的危害。

六、顶板综合治理技术顶板灾害的防治工作是一个综合性的工作。

顶板综合治理技术综合运用了岩层支护、顶板预测、顶板加固和顶板排水等多种技术手段，以全面保障煤矿安全生产。

马丽散加固破碎顶板巷道的应用摘要：分析研究了马丽散N加固机理，针对富力煤矿破碎顶板采用注马丽散技术，对巷道进行超前加固，取得了明显的效果，为巷道的顺利修复奠定了基础。

关键词：马丽散N；加固；破碎顶板；1 基本情况富力矿位于鹤岗煤田中偏西南部，在兴安矿与大陆矿之间。

距鹤岗车站十公里，矿井走向2.3公里，倾斜呈单斜构造，向东南倾斜。

设计生产能力180万t/a，随着开采向深部转移，开采深度增加，顶板压力也越来越大，顶板条件日趋复杂。

岩（煤）层的层节理、裂隙比较发育，岩（煤）的硬度较小。

井田范围内断层较多。

在开采过程中受采动及其它地质条件的影响，经常出现岩（煤）体破碎、构造应力异常、抽顶、片帮、巷道底鼓等情况。

该矿-530集中石门（穿22号层煤段），采用U29金属拱棚进行支护，巷道规格为：净宽4.2m，净高3.0m，巷道断面呈拱形.该段巷道掘出后变型损坏严重，顶板压力增大，支架阻力增大，巷道顶板大幅下沉，下沉量达1.0m两邦收敛在1.4m左右，棚腿扭曲变形严重.现场虽采取了加大架棚支护密度等措施，以加强对顶板的支护强度，但效果不佳.为此该矿与山东兖州浩珂伟博公司合作，采用注马丽散N技术，对巷道进行超前加固，为巷道的顺利修复奠定了基础。

2马丽散N加固机理马丽散N是由两种成份组成的聚亚胶脂产品，用于松散煤体的加固和水流入口的封闭。

其粘合力和机械性能极好，易与松散煤体产生高度粘合，低粘度混合物保持液体状态渗透到细小的裂缝，数秒种膨胀，从而有效地加固和密封处理区域，提高了松散煤体的整体性和受力性能。

其特点是：（1）粘度低能很好地渗入细小的裂缝中；（2）极好的粘合能力，易与煤（岩）体粘合，又能增加煤（岩）体的机械性能；（3）提高煤（岩）体的机械阻力和支撑力。

3注马丽散N的操作步骤及相关技术参数3.1注马丽散N的主要操作步骤（1）打注浆眼，利用风动锚杆钻机，与顶板小于45°的夹角向上打眼，打入顶板6m后，移动锚杆钻机。

罗克休在破碎型顶板掘进施工中的应用永贵能源贵州大竹林煤业责任有公司刘海龙摘要：罗克休是由树脂和催化剂两种基本成分组成，经化学反应，具有高发泡性能，开始膨胀，对围岩裂隙进行充填，对松散的煤岩体进行粘结，使之成为整体，从而起到加固破碎顶板的作用。

关键词：罗克休破碎型顶板固结快速堵漏前言大竹林煤矿瓦斯大，断层多，地质构造复杂,顶板破碎，极易发生顶板事故。

中法合资的罗克休聚合产品，能针对性地迅速消除以上隐患，已在该矿采区中得到应用。

其主要用途是：中空围岩裂隙充填；用作密闭墙和防火墙；加固破碎顶板及地层；防止片帮、冒顶；密封涌瓦斯和涌水点,如封堵密闭墙和防火墙漏瓦斯及封堵地下水和并筒涌水；锚杆和锚索眼的密封。

这里主要探索罗克休在掘进复合破碎型顶板施工中的应用。

一、罗克休快速堵漏密闭加固施工技术罗克休存在着2种形态：一种是用于中空填充的泡沫，另一种是用于注射加固的胶体浆。

１、罗克休现场应用工艺罗克休泡沫是一种由树脂和催化剂两种成分组成的注射产品，用于充填空洞，密封空气和瓦斯以及加固破碎程度高的地层。

施工时只需一台多功能泵和一支混合枪及注液管、逆止阀等辅助设施。

树脂和催化剂以4：l的体积混合，发生快速反应生成泡沫，体积膨胀30倍，泡沫会在几分钟内硬化。

罗克休胶体浆也是由两种成分组成，用于存在发生危险区域的煤层和岩石的稳定和加固。

施工时只需一台泵和一支注射枪，两组分1：1体积混合反应，3h后最大戮合力为1～2MPa。

２、罗克休适用范围和作用①采煤面片帮的加固（胶体浆），防止片帮造成冒顶；有利于支架推移及推溜。

②采煤工作面冒顶的加固（胶体浆），增强了顶板的完整性，加快推进速度。

③回撤支架加固煤岩体（胶体浆），用于支架顶板后尾梁处煤岩提前加固；减少回撤支架上网上绳等支护工作量，提高工作面回撤速度和安全性。

④破碎顶板充填及加固（泡沫），充填及加固破碎顶板，直接用于高温煤体后防止发火，防止瓦斯积聚。

⑤防火墙、密闭墙（泡沫），用于发火地点快速密闭墙，密闭巷道，防止有害气体涌出；可承压做永久密闭墙。

矿井防水注浆水玻璃施工方案3.1双液注浆的特点①注浆材料特点:采用P.042.5水泥-水玻璃(或超细水泥-水玻璃双液浆)作为注浆材料。

该注浆材料具有凝胶时间可调控，可有效地控制浆液在地层中的扩散速度和距离，确保在有地下流动水流动的情况下，迅速堵住地下水的流动通道，且浆液的凝胶固结无毒、无污染;②采用注浆管垂直后跳格分段注浆工艺，可以根据不同地质条件采用不同的注浆参数，能保证止水的整体连续和有效的堵住水流通道;③施工设备简单，工艺具可操控性，施工成本较低;④对场地污染较小，有利于文明施工;二、适用范围本工法适用于淤泥质土、粉质粘性土、粉土、砂层、全风化、强风化、中风化、断层破碎带等地层富水和流动水条件下基坑工程的止水堵漏施工，也可广泛应用于电力、铁路和水利等基坑支护工程。

3.2双液注浆的原理①在淤泥质土、粉土、粉质粘性土、全风化、中强风化及断层破碎带富水和流动水条件下采用P.042.5水泥-水玻璃双液浆，其作用机理主要表现为裂隙填充堵住流动水的流动路径和劈裂加固作用;在砂层中最好采用超细水泥-水玻璃双液浆，其作用机理主要为渗透填充作用。

P.042.5水泥-水玻璃双液浆和超细水泥-水玻璃双液浆凝胶时间可调控，可以根据不同地层和注浆的不同阶段进行实时调控初始胶凝时间，减少地下水对浆液凝胶化性能的影响，确保浆液在富水和动水条件下的凝胶固结，起到有效的堵漏加固效果;②工程钻机成孔后，安放注浆管。

安放注浆管后最好在注浆管与孔壁间隙内填充中粗砂，以利于注浆时浆液匀速溢流，对堵漏加固效果有明显提高。

③注浆管为φ48钢管或30X2.5无缝钢管，距注浆管底部2.0m 范围采用“梅花状”布置注浆溢浆孔，孔径5-10mm，孔间距50mm,溢浆孔外部可覆盖橡胶套，这样能保证浆液在压力条件下注入地层，而防止地层中的水和砂土进入注浆管，影响注浆施工效果;④工程钻机成孔和安放注浆管完成后，一定要对地面以下4m左右进行封孔。

3.3施工步骤3.3.1造设止浆墙在注浆孔上部4.0m范围处造设止浆墙，止浆墙下部安放压实的编织袋或棉纱，可用钢筋送到地面下4.0m左右处，以防止注浆过程中浆液上冒，起不到注浆堵漏加固的效果，上部采用一定比例的水泥浆和稀释到一定比例的水玻璃灌注封孔。

过断层及破碎带施工安全技术措施（一）掘进过程中遇见断层及破碎带时，必须坚持有疑必探原则，及时探查可疑区域。

探明构造情况、顶板破碎等情况，分析预判断层的落差、倾角，绘制过断层预想剖面图。

（二）如突然出现断层或煤层异常变化(突然变厚、变薄)，首先进行打钻探孔作业，探水探瓦斯，把瓦斯及水赋予情况分析清楚，再制定专项措施进行掘进。

（三）过断层及破碎带时顶板管理：1.当断层落差超过1.5m以及落差1.5m以下围岩破碎的，采取超前长壁注浆技术（含注浆锚索、锚杆等）加固顶板，采用加强巷道支护方式通过断层，由矿总工程师具体确定。

2.断层落差1.5m以下，围岩完整不破碎的，采用加强巷道支护方式通过断层，加强巷道支护方式由矿总工程师具体确定。

3.对掘进揭露落差1.5m以上断层或1.5m以下断层存在围岩破碎情况时，必须对围岩进行注浆加固，注浆加固采用无机425#（525#）硅酸盐水泥浆、GRPC注浆堵漏胶结料、KWJG系列矿用无机充填加固材料等，同时由矿总工程师或分管矿领导确定是否打深孔注浆，要找准裂隙区、松软区进行注浆加固，从原理、材料、设备等方面进行研究，确保注浆效果。

4.带班人员必须严格执行敲帮问顶制度。

5.坚持先排险后支护，先支护后作业的原则，及时使用长柄（不小于2.0m）工具排除危帮危顶，浮矸、活矸，要防止在排除危岩过程中岩石意外伤人。

6.要加强跟班作业，督促工人加强对顶板的支护力度。

工作地点必须架设好临时支护。

严格永久支护的工程质量管理，工程质量和支护材料规格必须符合设计的有关规定，工作地点要备有满足工作需要的支护材料。

7.安全员随时检查顶板的安全情况，督促职工搞好自身安全。

做到安全作业。

8.由每班的班长负责工程质量管理和支护质量管理。

（四）过断层及破碎带时的具体要求：1.掘进过程中过断层、破碎带，支护必须紧跟迎头。

支护前必须挑掉活矸，坚持“敲帮问顶”制度（支护合格后进行出渣）。

2.掘进过程中过断层、破碎带，提前架棚支护，支护形式与过淋水段架棚支护一致，根据现场适当调整棚间距。

极破碎顶板条件下的巷道支护技术研究与实践摘要：对于极其破碎顶板巷道，在锚网支护等主动支护方式无法有效使用的条件下，通过超前顶板化学浆加固，将顶板碎块粘结成一个整体，然后穿锚杆等方法控制空顶区顶板冒落，再用U型钢可缩性支架及工字钢架棚支护巷道，从而实现极其破碎顶板条件下的巷道安全掘进。

关键词：注浆加固穿锚杆U型钢支架工字钢架棚1 概述章村矿三井391817工作面运料巷沿9#煤层掘进，顺巷岩层倾角，顶板在大青灰岩水的长期浸泡下，变得非常脆弱，在巷道掘进过程中，顶板受掘进超前应力影响，极易破碎，和大青灰岩水一起涌入巷道，不仅无法使用锚网支护，而且由于顶板冒落严重，U型钢支架受顶板破碎围岩冲击，向前倾倒，无法形成有效支撑，因此巷道无法支护。

针对这种情况，我们对顶板注化学浆，在U型钢支架上方及前上方形成一个整体层，以此来阻止破碎围岩的冒落。

U型钢支护完成后，再在U型钢支架下加套工字钢套棚加强支护，从而形成U型钢、工字钢双层支护，实现巷道的安全掘进。

2 波雷因作用机理及其特性2.1 作用机理波雷因岩层加固材料是一种低发泡倍数的双液高分子材料，主要由树脂及多元酯组成，通过双液注浆泵压注，按1∶1的比例在混合器中混合，最终被压注到需加固的破碎岩层中，并反应生成强度高、粘结性强的泡沫材料，可有效提高注浆岩层的整体强度及抗渗性能。

2.2 技术指标及相关参数两种材料按1：1比例混合后，膨胀系数2～5，遇水后其膨胀系数可达10～15，并产生二次注浆压力，能渗透到岩层深部微细裂隙内，可有效地对破碎松软岩层进行加固，也可对岩层透水进行有效封堵。

波雷因的相关参数如下表1所示：波雷因具有如下物理特性：1）粘结性强，可与任何岩体表面产生较强的粘结力。

2）凝固时间可调，根据不同注浆要求，其凝固时间可从15s～15min之间任意调节，且能准确控制。

3）具有较好的韧性，抗压强度高，不但可以承受岩层的压力，还可以承受岩层的较大位移。

适用范围：适用于控制软弱岩层或富水岩层，可用于透水岩层或井壁的注浆治水、松软破碎岩层的注浆加固。