罗可休泡沫在巷道掘进中的应用.pdf

罗克休泡沫在巷道掘进中的应用 张文阁 鹤岗矿业集团, 黑龙江 鹤岗 154100 摘 要 该文介绍了益新煤矿井下开拓巷道在过旧巷的施工过程中, 超前打注罗克休泡沫, 顺利通过 - 50m旧巷的实际施工的经验以及取得 的经济效果。 关键词 罗克休树脂 催化剂 膨胀 充填 中图分类号 TD753. 4 文献标识码 B The application ofRockshow Froth andM arithan Froth of the excavation in tunnel Abstract This article intriduced the process of constructing the old tunnelwhen passing the Y iX in CoalM ine shaft injected the Rockshow Froth in ad vance, as well as the experiences of actual constrction and the economic effectwhich through the - 50m o ld tunnel s moothly. Key words Rockshow Resin and Catalyst D istention F illing 益新煤矿三水平零石门区内可采煤层地质储量 500万 t , 煤层厚度在 2. 5 5. 5m之间, 三水平零石门 区 - 50m总回风石门施工 225m见 - 467T 标高的一 条旧巷, 决定采用罗克休泡沫新型材料对旧巷进行充 填。 1 罗克休泡沫的适用范围、 特征及技术参数 1 . 1 适用范围、 特征及技术参数 罗克休泡沫是一种采用树脂和催化剂两种不同的 胶体聚合材料成分组成的注射产品, 通过压风机带动 的多功能气泵自不同的三个容器通过软胶管吸入泵 中, 经过注射枪加压以 41容积相混合, 注入要封堵的 地点。混合液体快速膨胀到原体积的 25 30倍。可 用于煤矿井下密闭、 防灭火高冒充填、 封堵煤层裂隙、 构筑防火墙等。 1 . 2 特征 具有高膨胀率, 膨胀体积为原体积的 25 30倍, 泡沫反应迅速, 常温下 20 30s即可反应完毕; 10 15 时 3 5m in内膨胀结束, 并在 20min内硬化, 不需 要防漏支架, 有良好的抗压能力 0. 2MPa左右 ; 经得 起岩层的运动; 不蔓延火焰, 适用于井下灭火。其技术 参数见表 1。 * 收稿日期 2009- 12- 15 2 施工工艺 2 . 1 施工工艺 表 1 罗克休泡沫材料技术参数 1基本成分树脂催化剂 20 时的密度 g /cm3 1 . 21 . 5 混合率 以体积计 41 20 时的存储期限 月 312 存储温度 5 205 40 聚合产品树脂催化剂 应用温度 1525 反应时间 min52 膨胀率 倍 25 3025 30 10 变形时压力 MPa0. 1 0 . 20 . 1 0 . 2 防火性无火焰蔓延无火焰蔓延 在需要充填地点首先通过钻孔眼放入注射铁管, 然后向采空区内注射罗克休聚合材料, 注射时使用专 用气动泵将树脂和催化剂以 41的比例送入注射枪, 两种原料混合后迅速发泡, 通过注射管注入旧巷后 20m in左右硬化, 具体工艺为 用钻机与旧巷打透 连 接风管至专用泵 高压胶管连接注射枪和注射泵 将 三根吸液管分别插入两个树脂桶和一个催化剂桶内 开泵注胶 注胶结束 用溶有火碱的水洗泵 用水冲 洗机具 停泵 拆卸注射泵。其工艺下转第 70页 进行补强加固,对离心机重新操平、 找正安装。通过提高 钢结构的强度,使得钢结构基础满足所承载负荷的要求。 3 改进效果 改造后, 离心机处于良好的运行状态, 取得了较好 的效果。具体表现在 离心机运转平稳, 没有出现机座 焊缝开焊, 机座与钢结构的固定螺栓松动现象; 离心机 工作效率提高, 功能参数达设计指标; 基础钢结构振动 较小, 保证了钢结构的安全可靠; 振动产生的噪声小; 推力轴承温升正常, 提高了轴承的寿命。 68 2010年第 1期 2. 1 结构简单 体积小 适用各种岩层 液压定量称重水平装载系统占用的是装载硐室的长 度,该长度按照箕斗吨位而定, 如 20t箕斗所需煤仓中心 线到箕斗中心线的距离为 20m,高度和宽度均为 3m,此高 度远远小于采用定量斗装载所需的硐室高度, 既减少了硐 室开采量,又最大可能的保留了井壁的连续性, 减小了井 壁的支护困难,从而减小了工程成本和支护费用。对于奥 陶纪含水层和软岩层,这一点尤为可取。 2 . 2 称重部件技术先进 选用的传感器是该公司自行开发的专利产品 YCF 液压传感器, 其特征及原理为 液体处于被密封柔性膜 环所形成的容器腔体内, 优点是防水、 防爆, 且能消除 侧向干扰力及温度影响, 稳定可靠, 能在淋水或水环境 中使用, 不渗漏, 稳定可靠, 测重精度高, 使用寿命长, 现在已广泛使用在煤矿测重定量装载设备中, 性能优 于进口产品, 并已广泛替代进口产品。 2 . 3 运行平稳 故障率低 使用寿命长 液压水平装载系统主要部件为输送装置, 输送装 置由驱动滚筒、 改向滚筒、 胶带、 甲带和若干托辊组成, 输送装置因主要传动部件为胶带, 所以运行平稳, 甲带 环绕在胶带外侧, 承载物料, 保护胶带, 胶带只起牵引 作用, 延长了胶带的使用寿命。甲带前后增加清扫器, 清扫粘煤, 有效克服了夹煤现象, 回转过程中并无夹块 和底板接触, 也是摩擦力 功率 小的一个重要因素。 托辊全部采用外置式双密封轴承, 避开了上面物 料的淋水, 使轴承的使用寿命更长。 整机运行噪音小, 和国外进口板式运输机定重装载 设备并行运行时, 后者几乎全部掩盖水平装载系统声音。 2 . 4 润滑密封优良 可耐含水物料 为了避免出现导向轮经常出现的问题, 水平装载 系统采用托辊支撑, 托辊的轴承处于给料机每面两侧, 避开了淋水, 轴承密封采用迷宫密封, 增加了保护等 级, 维护简单, 运行可靠。 上接第 68页 流程如图 1。 图 1 工艺流程图 材料用量计算 Q KVd /25 N 式中 Q 材料用量, 桶; K 材料富裕系数, 取 K 1. 1; V 空洞容积, m 3; N 发泡倍数,N 25 30; d 罗克休泡沫密度, t/m 3, 一般取 1. 26; 25 每桶容积, kg 。 2 . 2 施工设备及材料 表 2 表 2 施工设备材料表 设备材料名称规格型号数量产品来源备注 小型多功能气动注浆泵1台浩珂伟博公司 注胶管5m自备 注胶钢管6m2根自备 注射枪1把浩珂伟博公司 树脂每桶 25kg 催化剂每桶 29kg 压风管路原有管路 2 . 3 注意事项 1注射枪出口软管长度一般不要超过 6m, 否则容易 堵塞,出口管直径应用 25mm软管, 不宜用大直径。 2注射前一定要将桶内树脂摇晃均匀。 3注射时备足原料, 同时至少在施工现场备桶 清水, 避免吸空损坏活塞或突然停风堵塞管路。 4施工时必须带防护眼睛和橡胶手套。 3 现场施工 3 . 1 施工 三水平零石门区 - 50m总回风石门施工断面 巷道 净宽 3. 6m,净高 3 . 0m, 为了安全顺利的通过这条旧巷, 采用的施工方法是 提前 12m打超前钻孔与旧巷打通, 打钻孔个数 6个, 测得 CH4浓度为 30 , 有较大的危险 性, 最后用两个钻孔向旧巷内注射罗克休, 使旧巷得到 了有效的充填, 这样使旧巷 5m范围内的有害气体及水 体被挤走, 有些从其它钻孔溢出, 为下一步开拓施工创 造了安全条件。经过打钻探查旧巷, 注罗克休后安全揭 开旧巷, 充填的效果非常好。为了保证安全施工, 巷道 采用 U型钢支护, 刹满帮满顶, 并且采用锚杆超前穿楔 护顶板, 防止顶板抽冒, 锚杆穿楔长度 3m, 每循环打一 次锚杆超前穿楔; 施工过后进行灌卷、 喷严, 保证支护强 度, 又与旧巷达到了隔绝, 防止与旧巷漏风产生火区及 有害气体熏人事故。顺利穿过了旧巷。 3 . 2 经济效益 在以往的设计中, 对于这样高瓦斯的旧区旧巷都 采取绕道施工, 绕道施工需要多施工 220m巷道, 材料 及人工费为 110万元; 而采用罗克休泡沫新型材料对 旧巷进行充填, 材料及人工费用为 10万元。经济效益 可见取得了显著。 4 结论 罗克休泡沫新型材料由于其使用简单、 运输方便、 适用性强, 可快速安全充填旧区, 还可以封闭旧区火 区、 充填破碎顶板、 密闭、 封闭火区等, 是一种新型的具 有广阔推广前景的矿山井下充填、 防自然发火的材料。 70 2010年第 1期