[发明专利]一种基于锚注防腐措施的井筒加固方法

说明书

本发明提供一种基于锚注防腐措施的井筒加固方法，属于采矿技术领域。该方法根据实际工程问题和力学计算确定锚杆以及锚固型壁座的规格和数量，进而根据井筒加固处治区域确定锚杆位置和锚固型壁座位置，再按照设计要求安装锚杆和锚固型壁座，并通过注浆加固。在安装高压自钻式锚杆和注浆的过程中，可在重要关注区域的锚杆上安装监测设备，以便于实时监测加固效果。在完成高压自钻式锚杆注浆和锚固型壁座的安装以达到主要加固效果后，再在井壁喷涂防腐层以达到进一步防护目的。本发明具有操作简单，成本较低、处治效果好的特点。

技术领域

本发明涉及采矿技术领域，特别是指一种基于锚注防腐措施的井筒加固方法。

背景技术

随着采矿工程技术的不断发展，地下矿山的产量日益增加，不良的工程地质条件、周围工程的施工扰动和器械化生产导致的高负荷运输容易对竖井井筒造成内裂、破碎、掉渣或者直接破坏等严重不良后果，成为矿山安全生产的最大隐患之一。因此，针对工程运营阶段竖井井筒破坏的区域进行加固处治方法研究，对实现矿山安全开采有着重大的现实意义。

井筒在具有合理支护的情况下，一般不易发生破坏和失稳，但随着运营年代的增长，支护层的老化或者有外力扰动时，井筒的支护层和周围区域可能发生局部破坏，若不及时加固处治，甚至可能从局部破坏衍生为更大范围的破坏。因此，对破坏区域进行及时、有效的加固措施至关重要，而由于加固结构设计的不合理和材料力学性能的缺陷，工程中常用的锚喷支护和衬砌支护常常达不到长期、稳定的支护效果。所以，建立一种经济有效的井筒破坏加固方法迫在眉睫。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于锚注防腐措施的井筒加固方法。

该方法包括步骤如下：

S1：针对井筒加固处治区域，选取计算点和计算模型，计算主应力分布，并结合工程经验确定自钻式高压注浆锚杆的规格和数量；

S2：针对井筒加固处治区域，确定不同规格的自钻式高压注浆锚杆以及锚注型壁座结构的位置，钻孔施工并采用高浓度水泥浆对锚杆内部端头进行固结；

S3：在安设自钻式高压注浆锚杆的过程中，在加固处治区域安设应力和位移监测装置，以达到持续性实时监测的目的；

S4：在自钻式高压注浆锚杆和锚注型壁座安设后，自下而上对措施井内圈喷射一层厚度为3～4cm的化学加固防腐喷层。

其中，S1中将井筒周围的岩(土)层视为水平层，再通过计算确定井筒的稳定性。确定井筒的稳定性方法为：计算井筒周围岩(土)层的主应力值，将计算值和主应力的已知值进行比较，即可判断出选取点是否发生了剪切破坏。如果计算的最大主应力小于试验值或者计算的最小主应力大于试验值，表明该点已经被剪坏，反之则没有发生剪切破坏；

S2中锚杆10的间距和排距根据《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》(GB50086-2015)里的经验公式确定。

S2中特制自钻式高压注浆锚杆的规格有A、B、C三种型号，A型锚杆规格为外径25mm，壁厚6mm，长度3m；B型锚杆(2)规格为：外径25mm，壁厚6mm，长度4.5m；C型锚杆(3)规格为：外径25mm，壁厚6mm，长度6m。

S2中锚注型壁座结构采用交叉锚注与定向修补的方式对已破坏的区域进行加固修补，壁座插筋采用B型锚杆和C型锚杆，其中B型锚杆水平梅花状布置，C型锚杆上下倾斜梅花状布置。

S2中用高浓度水泥浆注浆方式为选用高浓度水泥浆与水泥—水玻璃双液浆交替循环灌注或采用高浓度水泥浆并添加3～5％水玻璃一次性灌注。

S2中注浆施工中，搅拌机安装在作业平台上，通过下料管传送注浆料，下料管固定在井壁上。

S3中应力和位移监测装置包括锚杆测力计、钢筋计和数显收敛计。