罗可休和马丽散在巷道过断层冒顶处理中的应用.pdf

收稿日期 2010- 01- 07 作者简介 刘备荒 1977, 男, 河南虞城人, 工程师, 1997年毕业 于河南工程技术学校, 现从事煤矿生产技术管理工作。 罗克休和马丽散在巷道过断层冒顶处理中的应用 刘备荒, 梁红杰, 陈超美, 冯星宇 河南神火煤电公司 新庄煤矿, 河南 永城476600 摘要 河南神火煤电公司新庄煤矿 - 700 - 770 m轨道暗斜井在掘进至断层时发生冒顶事故, 无法正常掘 进, 采用罗克休 H硬泡型泡沫充填冒落区、 马丽散 N 型黏结破碎岩面, 达到加固顶板的目的, 显著提高了巷 道围岩稳定性, 且加快了安全通过断层破碎带的速度, 创造了良好的效益。 关键词 罗克休; 马丽散; 冒顶; 充填加固 中图分类号 TD3538 文献标识码 B 文章编号 1003- 0506 2010 04- 0096- 02 新庄井田南北倾向长约 75 k m, 东西走向宽约 3 km, 井田北部施工 1个副井, 2008年 10月投入使 用, - 700 - 770 m水平轨道暗斜井从北副井向下 延伸, 2009年 1月 25日在掘进至轨 12点 标高在 - 7123 m 时, 因受 F28落差 14 m, 50、 DF33 落差 7 m, 55、 DF34 落差 4 m, 50断层影 响, 在断层交叉区域发生顶板冒落, 冒高约 7 m, 冒 落体积约 50m 3, 导致无法继续向前掘进, 需充填加 固冒落区顶板后, 方可继续施工。 1 充填材料特性 经过反复比对, 确定选用罗克休 H 硬泡型和 马丽散 N型进行充填加固。 1罗克休 H 硬泡型。罗克休 H 硬泡型泡沫 是一种双组分中空充填材料, 具有膨胀速度快、 膨胀 率高及高抗压性能等优点。施工中按树脂 ∀ 催化剂 4∀1的比例混合。聚合产品技术参数 20 反 应时间 1 m in; 膨胀倍数 10 15倍; 10 变形时抗压 强度 01 03MPa ; 阻燃性为高难燃。 2马丽散 N型。马丽散是一种低黏度、 双组 分合成高分子聚亚胺胶脂材料, 当树脂和催化剂掺 在一起时反应产生膨胀, 发泡生成多元网状密弹性 体。当它被高压推挤、 注入到煤岩层后, 因黏度低, 可渗透进细小的裂缝发生膨胀, 使松散破碎的围岩 黏结成一体。其良好的柔韧性可以承受随后的地层 运动, 单向抗压强度最大为 658 MPa , 单向抗拉强 度能达到 415 MPa , 延展率为 382 , 凝聚力为 102MPa 。施工中, 将树脂与催化剂按 4∀1的比例 混合, 聚合产品技术参数 20 反应时间 1 2 m in ; 膨胀倍数 1 2倍; 抗压强度 60MPa ; 黏合力 5MPa 。 2 施工工艺 根据现场情况, 确定采用先充填罗克休 H 硬 泡型泡沫, 后架设 U型钢棚, U 型钢棚用专用卡子 固定, 最后注浆加固两帮及掘进面顶板的方案。 21 充填冒落区 充填时先把注浆管路伸入冒落区上方, 将树脂 与催化剂按 4∀1混合, 发生快速反应生成泡沫, 通过 1台多功能气动泵和 1支混合枪, 将泡沫压入冒落 区, 充填时压力控制在 04 07MPa 。为保证充填 后巷道成型, 需先沿轮廓线铺设假顶, 用钢管背木板 固定, 在空隙大的地方铺风筒布防止漏料, 充填后架 设 U型钢棚后喷浆。 多功能气动泵技术参数 组分比 树脂 ∀ 催化 剂 为 1∀1 4∀1 ; 压力比为 34∀1 27∀1 ; 供气压力 02 07MPa; 压气消耗 2 m 3 /m in ; 流量 70 87 L /m in 40次 /m in; 其外形尺寸为 142m ∃ 052 m ∃ 052m; 质量为 100 110 kg 。 22 架设 U型钢棚 先从外向里架设 U型钢棚, 棚间距 05m, 棚与 棚之间用专用拉杆连接, 为防止棚子歪倒, 打 16 mm ∃ 1 000 mm 锚杆, 穿过专用卡子, 将棚腿固定在 巷帮上。 23 两帮及掘进面顶板加固 1注浆孔位置。在巷道两帮距离底板 15 , 25 m处各布置 1排注浆孔, 掘进面顶板布置 3个 96 2010年第 4期 中州煤炭 总第 172期 注浆孔 图 1。 图 1 注浆孔布置示意 2注浆孔参数。帮部下排注浆孔与地面夹角 15 , 上排注浆孔与地面夹角 45 , 掘进面顶板注浆 孔与地面夹角 15 。帮部孔深 40 m, 掘进面顶板孔 深 60m, 孔径为 42 mm。帮部孔间距 20 m, 掘进 面孔间距 15 m。 24 施工注意事项 1确保施工现场风压稳定在 04 07MPa 。 2做好施工人员劳动防护, 防止浆液外窜伤 人。 3确保吸液管路不吸空, 以保证 2种成分材 料配比正常。 4注浆后立即用清洗剂清洗缸体和管路, 以 保证不堵管、 浆液无残留。 3 应用效果 1此次采用的罗克休、 马丽散高分子材料充 填巷道冒顶区的施工方法与传统的 绞顶 架棚工 艺∋相比, 具有使巷道围岩固结成整体的特点, 稳定 性及抗压能力显著提高。 2处理冒顶方法的安全系数更高, 施工人员 及设备均不在冒顶区域下方, 保证了作业的安全可 靠性。 3该方法工艺简单, 操作简便, 施工速度快, 可最大限度防止次生事故的发生。 4此次施工消耗罗克休 7 t 、 马丽散 2 , t 共花 费 28万元。虽然较传统工艺投入高, 但因其具有安 全性高、 施工快速、 施工后巷道成型控制好、 抗压性 能强等优点, 被众多的煤矿企业所采用。 4 结语 罗克休、 马丽散充填加固巷道冒顶区的实践证 明, 该种化学充填加固方法可有效改变巷道围岩的 松散破碎结构, 围岩整体性、 稳定性显著提高, 同时 大大提高施工进度, 更好地保证了快速安全施工。 可在过断层等围岩破碎区域、 三软煤层加固、 风墙密 闭等情况下推广应用。 责任编辑 秦爱新 上接第 95页 5这次抢险救灾工作, 是对矿井 灾害预防和 处理计划 的一次实战演习。通过救灾, 使全矿干 部职工得到了锻炼, 矿井通风系统也经受了一次严 峻的考验。 6由于溢出 CO的密闭及其附近砌碹巷道存 在的漏风通道长期未得到处理, 致使发火煤矿渗透 过来的高浓度 CO沿密闭与碹体缝隙及护巷煤柱裂 隙涌入郭庄井巷道内, 严重威胁矿井安全生产。 7矿井没有建立防灭火灌浆系统, 给抢险救 灾工作带来一定困难, 影响了抢险进度。平时的永 久密闭建好后, 不能进行正常的采后灌浆等防火处 理, 给矿井防火工作留下了严重隐患。 5 防范措施 1建立科学的矿井通风系统。矿井通风系统 合理、 稳定、 可靠是一通三防 ∋的基础, 也是实现矿 井安全生产的保证, 应常抓不懈, 定期检查、 考核。 2 出现火灾或 CO, 应首先考虑矿井反风。 主、 副井筒或井底车场附近地区出现火灾或 CO并 威胁井下作业人员安全时, 应首先考虑矿井反风。 3加强井下密闭的质量管理。在保证新建密 闭质量达标的同时, 要加强对原有密闭的检查和维 修工作。新建密闭前应先对周围有可能出现裂隙的 围岩实施封闭或喷浆等堵漏处理。对出现的空顶空 帮巷道应及时进行防火处理。 4及时进行堵漏风防灭火处理。凡与小煤矿 贯通的巷道要及时进行永久封闭, 临近小煤矿的护 巷煤柱有压裂现象时, 要及时进行以堵漏风为主的 防火处理。 5完善矿井防灭火灌浆系统, 做到有备无患。 对永久密闭和存在漏风的老巷要及时灌浆防火。 6认真落实预测预报制度。按规定对井下密 闭和有关地点进行防火检查和取气样分析, 不漏检, 不超期, 做到早发现早处理, 把自燃事故消灭在萌芽 状态。责任编辑 刘光雨 97 2010年第 4期 刘备荒等罗克休和马丽散在巷道过断层冒顶处理中的应用 总第 172期