參評(píng)論文

 

馬麗散加固破碎巷道頂板在大陽(yáng)煤礦的應(yīng)用

 

安火寧

（山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司大陽(yáng)煤礦分公司）

山西 晉城     048003

 

摘要：使用新型材料馬麗散，對(duì)破碎頂板進(jìn)行超前加固，有效地控制了頂板離層，并且施工工藝簡(jiǎn)單，取得了良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益。

關(guān)鍵詞：馬麗散；粘結(jié)頂板；超前加固

 

1、基本情況

大陽(yáng)煤礦位于山西省晉城市北部約2 0公里處，沁水煤田東南部，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1 20萬(wàn)噸／年，目前主要開(kāi)采3號(hào)煤層。3號(hào)煤層頂板以粗砂巖、細(xì)砂巖為主，平均厚度8．89m，偽頂為一層0．2 0－1.00m的泥巖或細(xì)粒砂巖，直接底板為0--0．5 m的粘土泥巖，其下為細(xì)粒砂巖。煤層的層節(jié)理、裂隙比較發(fā)育，煤的強(qiáng)度較小。井田范圍內(nèi)斷層、環(huán)狀陷落柱較多。在開(kāi)采過(guò)程中受呆動(dòng)及其它地質(zhì)條件的影響，經(jīng)常出現(xiàn)煤體破碎、構(gòu)造應(yīng)力異常、淋水增大、巷道底鼓等情況。

該礦31 02綜放工作面兩順槽采用12#工字鋼梁、U25可伸縮柱腿進(jìn)行支護(hù)，巷道規(guī)格為：凈寬3．5m，凈高2．8m，巷道斷面呈梯形。該工作面是一個(gè)“孤島”采面，兩邊均已回采，并且回采結(jié)束時(shí)間較短。受臨近采空區(qū)的影響，該工作面兩順槽掘出后變形損壞嚴(yán)重，隨著工作面回采推進(jìn)，個(gè)別區(qū)段頂板壓力增大，支架阻力增大，巷道頂板大幅下沉，下沉量達(dá)1．0m，兩幫收斂在1．0m，兩幫收斂在1.0m左右，棚腿扭曲變形嚴(yán)重。現(xiàn)場(chǎng)雖采取了加大單體柱支護(hù)密度等措施，以加強(qiáng)對(duì)頂板的支護(hù)強(qiáng)度，但效果不佳。為此該礦與山東兗州珂?zhèn)ゲ┕竞献鳎捎民R麗散聚合產(chǎn)品對(duì)巷道進(jìn)行超前加固技術(shù)。

2、材料選用技術(shù)性能

（1）材料選用

馬麗散具有高度粘合力和很好的機(jī)械性能，與地層產(chǎn)生高度粘合，可持續(xù)與工作面一致壽命。馬麗散注射進(jìn)地層以后，低粘度混合物保持液體狀態(tài)幾秒鐘，滲透進(jìn)細(xì)小的裂縫膨脹，從而有效地加固和密封處理區(qū)域。

馬麗散的使用范圍：加固裂隙和不穩(wěn)定地層，封閉水流入口，密封地層，巖石加固，巖石鉚釘?shù)拿芊狻?

（2)材料性能

馬麗散的粘度低，能很好地滲入細(xì)小裂縫中，具有極好的粘合能力與地層形成很強(qiáng)的粘合，其良好的柔韌性能能承受隨后的地層運(yùn)動(dòng)，可與水反應(yīng)封閉水流；能提高地層支撐力，機(jī)械阻力高，遇水膨脹25倍。

3、施工方案

（1)布孔參數(shù)

現(xiàn)場(chǎng)采用煤電鉆打孔，孔徑為：Φ42mm-Φ45mm，孔深4m。其中巷道頂部中孔垂直頂板，間距8m；項(xiàng)幫夾角處邊孔仰角25°－35°，間距4m；幫中部打水平孔，間距4m。

（2）馬麗散樹(shù)脂與催化劑的配合比：體積比1：1，重量比1：1.17。

（3）注漿壓力

根據(jù)該巷道圍巖性質(zhì)，確定注漿壓力為5－8MPa。

（4）施工設(shè)備及材料

使用小型多功能氣動(dòng)注漿泵，采用雙液注漿系統(tǒng)。（附表）

 

 

注漿設(shè)備材料一覽

(5)施工工藝

注馬麗散樹(shù)脂的施工工藝：打眼――埋設(shè)注漿管――安裝封口器――用高壓膠管連接注射槍和注漿泵一將兩根吸管插入裝有馬麗散樹(shù)脂和催化劑的桶內(nèi)――開(kāi)泵注漿――沖洗機(jī)具――停泵――拆卸注身槍。

每孔注漿量根據(jù)注漿壓力確定，施工時(shí)嚴(yán)格控制注漿壓力，當(dāng)注漿壓力達(dá)到5---8MPa或出現(xiàn)大面積漏漿(漏漿量。泵的注入量)時(shí)，即可換孔注漿或停止注漿。

注漿順序：由上而下順序進(jìn)行。

4、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

對(duì)金屬棚和注馬麗散聯(lián)合支護(hù)段巷道，與金屬棚單一支護(hù)段巷道的對(duì)比觀測(cè)，采用注馬麗散加固技術(shù)，取得了顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

（1）新穎性

這種加固頂板的方法新穎。過(guò)去加固頂板一般采用的是機(jī)械方法或物理方法，如打點(diǎn)柱、打錨桿錨索、注水泥漿等。注馬麗散是一種新穎的化學(xué)加固方法，它由樹(shù)脂和催化劑兩種基本成分組成，注入煤巖層幾秒鐘后，經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)就可生成聚亞膠脂產(chǎn)品，開(kāi)始膨脹，對(duì)圍巖松動(dòng)圈裂隙進(jìn)行充填，對(duì)破碎松散體進(jìn)行粘結(jié)，使之成為整體，提高了圍巖的穩(wěn)定性和抗壓承載能力。

（2）安全性

未注馬麗散前，該段巷道變形嚴(yán)重，人員進(jìn)行維護(hù)時(shí)工作量大而且不安全，注馬麗散后，頂板得到改善，大大減少了巷道的維護(hù)工作，保證了回采工作面的順利推進(jìn)。

（3）快速性

注馬麗散施工簡(jiǎn)單，而且馬麗散可以快速反應(yīng)，達(dá)到預(yù)期效果。

（4）與其它注漿方法比較，注射馬麗散具有以下優(yōu)點(diǎn)：

a、工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便。多功能泵體積小、重量輕，壓風(fēng)作動(dòng)力源，正常操作兩人即可(一人觀察巷道頂幫，若漏液用棉紗及時(shí)封堵；一人更換原料，觀察注射泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況)。

b、注漿前，不需要噴漿封閉巷道頂幫。

c、專用封口器的設(shè)計(jì)合理。封口器一端有墊片，在開(kāi)始注漿時(shí)，漿液在封口器內(nèi)膨脹將封口器與孔壁密合，繼續(xù)注漿當(dāng)漿液壓力達(dá)到一定值時(shí)，將墊片沖開(kāi)，漿液便經(jīng)注漿管注入巖層。較其它方法封口簡(jiǎn)單、省時(shí)。

d、馬麗散樹(shù)脂和催化劑兩種原料分別用塑料桶裝，攜帶搬運(yùn)方便，便于井下施工。

5、結(jié)論

實(shí)踐證明，應(yīng)用馬麗散樹(shù)脂，是一種新的化學(xué)加固頂板技術(shù)。應(yīng)用該技術(shù)，能及時(shí)地改變了圍巖的松散結(jié)構(gòu)，提高了巖體的整體強(qiáng)度，提高了施工安全的可靠性，保證了回采工作面的順利推進(jìn)。另外，在煤礦生產(chǎn)的其它環(huán)節(jié)，如：掘進(jìn)破碎帶施工、處理巷道冒頂、堵水等情況，也可應(yīng)用該技術(shù)進(jìn)行治理。因此加注馬麗散樹(shù)脂技術(shù)是煤礦井下生產(chǎn)應(yīng)大力推廣的一項(xiàng)實(shí)用技術(shù)。

附件下載