注浆加固破碎煤体技术在孤岛工作面应用.pdf

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1、2010年第4期能源技术与管理73doi：10．39696．issn．1672—9943．2010．o4．031注浆加固破辟缫体技术往“孤岛"工作面应用李万仕(陕西彬县煤炭有限责任公司下沟煤矿，陕西彬县713500)[摘要]下沟煤矿ZF1806工作面在回采过程中，由于受工作面采动影响及上分层承压区影响，两顺槽变形相当严重，且顶板破碎。通过在两顺槽注浆加固破碎顶板，有效的防止了冒顶事故的发生，同时很大程度上减少了巷道的变形量，保证了工作面资源的安全顺利回采，取得了明显的经济效益和安全效益。[关键词]注浆；加固；破碎煤体；孤岛[中图分类号]TD327[文献标识码]

2、B[文章编号]1672-9943(2010)04旬0732开会议，提出了卧底、扩帮并加强支护等措施，但1工程概况通过现场施工来看，效果不佳，不能很好的阻止巷下沟煤矿ZF1806工作面位于矿井401采区道变形。西翼，东为401采区三条下山，西为404采区下山2马丽散N材料的加固机理保护煤柱，南为ZF1804工作面采空区，北为ZF1807工作面采空区。该工作面前500m上分层马丽散N化学注浆材料是引进法国先进技已回采两个高档普采工作面，两工作面间留有35m术由山东浩珂伟博公司生产的新型高分子聚合产保护煤柱，现作为下分层回采。工作面标高在品，浆液由树脂和催化剂双组分

3、反应生成的聚亚470～495m之间，地面标高在1000～1040m之胶脂高分子材料，专门用于煤岩体的加固。马丽散间，埋深约550m。工作面走向长度786m，倾斜长N树脂及催化剂具有渗透性好、粘合力强、亲水性度186m，煤层平均厚度14．0m，前500m上分层好、固化时间短、机械阻力高等特性。其应用范围已回采2．5m，预留护底煤3．5m(作为下分层回和主要作用有：加固破碎煤岩体、防止冒顶、片帮；采)，现剩余平均可采煤厚8．0m，机采高度3．0m，加固围岩，提高围岩支撑力。放煤高度5．0m，采放比1：1．67。工作面两顺槽均该产品高度的粘合力和良好的机械性能保证为

4、矩形断面，运输顺槽长838m，净断面积4．6m×其与岩体产生高度粘合；良好的柔韧性可以承受3．1m=14．26m；回风顺槽长811m，净断面积地层压力的长期作用；并且具有强抗渗性能、抗3．8mx3．1m=11．78m；两顺槽均采用锚网支护，磨、抗冲击性能和抗老化性能，从而达到长久稳固锚索补强。工作面顶、底板岩性如表l所示。岩体的目的。表1煤层顶底板岩性3巷道注浆加固方案3．1注浆所需材料压风机1台，手持式风钻1台，钻杆及q42mm钻头，机械油，清水，铁丝，13mm高压胶管10m，13mm球阀6件以及必要的施工工具。3．2ZF1806工作面两顺槽注浆加固设计方案

5、由于该工作面为“孤岛”工作面，受本工作面3．2．1加固范围回采采动压力影响及上分层承压区影响，在进入由于受本工作面回采采动影响及上分层承压上分层前50m范围内应力叠加达到峰值，造成两区影响，在进入上分层前50m范围内应力叠加达顺槽顶板下沉、底鼓、帮鼓相当严重，巷道断面不到峰值，该段巷道变形尤为严重。因此，注浆加固能满足通风、运输、行人等要求，影响着工作面的范围为进入上分层前50m巷道。正常生产。针对上述现状，公司及矿井多次组织召3．2．2注浆孔相关参数及布置方式74李万仕注浆加固破碎煤体技术在“孤岛”上作面应用2010年第4期注浆孑L布置如图1所示。注射管～连

6、接供风管路和注浆管路一开始注浆一顶板注浆孑L：三排五花布置，排距2000／／1／／1，达到停注要求后停止注浆一换孔注浆一注浆完毕问距3000mm，中间一排沿顶板法线方向，其余后，清洗设备和附件。两排与顶板法线方向呈30。，孔径42mm，孔深工艺参数：①注浆压力。注浆压力是浆液在被2～4m，封孔深度1．5-2m。注载体中扩散和渗透的动力，直接影响注浆加固巷帮注浆孔：三排五花布置，排距1200mm，效果，一般为2—8MPa。②扩散半径及有效扩散间距3000mm，中间一排垂直巷帮布置，上排与距离。布孔间距和注浆压力是浆液扩散半径的主巷帮呈30。布置，下排与巷帮呈45

7、。布置，孔径要因素，一般来说马丽散N材料在普通裂隙开度42mm，孔深2～4m，封孔深度1．5～2m。和孔隙率下的扩散半径为1．5~2．5m。③注浆历时。从开始注浆到浆液完全扩散或渗透到被注载体中所需要的时间为一般为10～20min。④注浆顺序。注浆顺序可根据地质条件、现场环境及注浆目的来确定。工艺特点：与其它注浆技术相比，注射马丽散N具有以下优点：工艺简单，操作简便；注浆前不需喷浆封闭巷道帮顶；专用封口器的设计合理；马丽散N树脂和催化剂两种原料分别用塑料桶装，携带搬运方便，便于井下施工。3．3两顺槽注浆加固效果分析注浆加固后，分别从巷道注浆段和未注浆段各取2个

8、点进行巷道变形观测，以便观察加固效果。