采煤工作面注固瑞特加固煤幫實踐

摘 要：謝橋煤礦13318E工作面在回采過程中遇煤層松軟、片幫、掉頂，給安全生產及人身安全帶來了極大的挑戰(zhàn)和威脅，生產處于被動，職工勞動強度加大，產量下降，經濟效益受到影響。為盡快解決上述問題，扭轉工作面安全生產局面，技術組經過科學設計，采用了工作面注固瑞特以加固煤幫。經實踐，效果明顯，具有一定地借鑒意義和推廣價值。

關鍵詞：煤層 松軟 固瑞特 加固

中圖分類號：TD44 文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2012）09（a）-0072-01

13318E工作面位于謝橋礦東二B組采區(qū)東翼三階段，-610m水平，本面采用走向長壁、一次采全高綜合機械化采煤法，區(qū)內后退式回采，工作面煤層厚度約為3.5m。在回采過程中由于煤層松軟，加之地壓大，煤壁片幫、掉頂嚴重，架頭頂板架空，頂板管理難度加大，給安全生產帶來了很大的隱患。一方面，工作面煤壁片幫，頂板掉頂，極易造成人員傷害，處理掉頂本身也存在很大的安全隱患；另一方面煤壁片幫、掉頂使礦井生產被動，職工勞動強度加大，產量低，經濟效益受到影響。針對因13318E工作面片幫、掉頂嚴重而造成的生產被動，為盡快解決上述問題，扭轉工作面安全生產狀況，技術組科學論證，經過分析考慮，采取在片幫地點煤壁打眼注固瑞特GRT201進行固幫護頂，取得了良好的效果：迅速扭轉了工作面安全生產被動局面，增強了煤壁的自我承載能力，有效防治了片幫掉頂，增大了工作面生產的安全系數(shù)，消除了片幫掉頂帶來的安全隱患，綜采工作面得以正常循環(huán)，產量得以保障。

1 固瑞特加固原理

固瑞特GRT201是一種由有機高分子和無機材料制備的加固型雙分組注漿材料，能很好的滲入細小的裂縫中，具有高度的粘合能力和很好的機械性能，能與巖層面產生高度粘合。其良好的柔韌性能承受隨后的巖層運動，也可提高煤巖層的支撐力，機械阻力小。

固瑞特GRT201注入到煤巖層后，低粘度混合物保持液態(tài)狀態(tài)幾秒鐘，滲透到細小的裂縫中，在高壓推力下可沿煤巖層裂縫延展直到充滿所有裂縫，并發(fā)生膨脹和粘結，從而使松軟或破碎的煤巖石膠結在一起，使之成為整體，提高煤巖體的整體承載能力，從而起到有效的加固作用。

固瑞特GRT201的特點：粘度低，能很好的滲透到細小的裂縫中；具有極好的粘合能力，可以和松散的煤巖體形成很好的粘合；凝固后有很好的柔韌性，壓縮20%-30%也不脆裂；可以提高煤巖體的支撐力，機械阻力高；無容劑、高閃點、阻燃，特別適合密閉巷道中施工；操作簡捷，且無毒無污染，不影響煤質。

2 固瑞特在綜采工作面的應用

2.1 注固瑞特加固煤幫防止煤壁片幫

13318E工作面煤層松軟，加之地壓大，煤壁片幫、掉頂嚴重，架頭頂板架空，頂板管理難度加大。回采進度慢。根據(jù)現(xiàn)場情況，對工作面煤壁進行注固瑞特加固，提高煤壁抗壓強度，使工作面沿頂板推進，支架有效支護頂板，以減少片幫冒頂，使工作面生產轉向正規(guī)循環(huán)，創(chuàng)造安全的生產條件。

2.2 施工方案

為不影響工作面正常作業(yè)，注漿打孔時間選擇早班檢修時間檢修班進行。在注固瑞特GRT201之前，必須對整個工作面（包括上下隅角，回風巷）進行瓦斯檢查，在符合規(guī)定的前提下，才可以進行正常的施工工藝。用煤電鉆打眼，封孔器封孔，利用專用注漿泵，通過注漿泵的高壓力，使固瑞特充分注入煤層，達到加固底煤的目的。

（1）施工前準備如下：提供動力風源；10m長的風管（Φ=16mm）若干根；四根10m 長DN13高壓管；乳化液、清水和一桶機油；足夠的棉紗和木楔（用來封孔和防止原料順裂隙流出造成浪費）。

（2）工藝流程：鉆孔→安裝注漿管和封孔器→封孔→準備注漿→開泵注漿→凝固→檢驗注漿質量→驗收。

（3）工藝流程各環(huán)節(jié)說明：

鉆孔：工作面煤幫打眼采用幫部錨桿機（MQB-35型）及配套鉆桿、Φ42mm鉆頭打眼，眼深5-10m，保證工作面一個作業(yè)循環(huán)。

安裝注漿管及封孔器：注漿管按一節(jié)實管一節(jié)花管花接，孔口安裝封孔器，連接封孔器的為花管。

封孔：在采煤工作面此環(huán)節(jié)可以省略，因為只要一開泵注漿，封孔器里端有個堵頭，在泵壓的作用下，封孔器一層軟皮被沖開，短時間內就可以把封孔器與鉆孔間的間距堵實，上下順槽注固瑞特GRT201時由于孔直徑較大，我們一般采用編織袋纏繞封孔。

準備注漿：準備好固瑞特GRT201原材料A和B，連接管路，在注漿泵前加三通使之合二為一。

開泵注漿：壓力達到3mpa以上時，穩(wěn)壓1分鐘就可以停注。現(xiàn)場實際操作也可以觀測煤壁有固瑞特GRT201滲出時，就可以停注。

布孔方式：根據(jù)工作面現(xiàn)場情況

㈠加固煤壁控幫控頂采用“單排眼”布置，注漿孔口布置在距煤層頂板1500～2000 mm處，上仰5°～10°，眼間距8000mm。

㈡加固煤層頂板控頂采用“單排眼”布置注漿孔口布置在距煤層頂板1000～1500 mm處，上仰15°～20°，眼間距8000mm。

（4）單孔注漿結束標準為：

①達到設計注漿壓力（5～8MPa），并穩(wěn)壓10min以上；

②雖未達到注漿壓力，但從周邊煤壁竄漿；

③注漿過程中發(fā)現(xiàn)異常情況，及時停泵處理。

3 應用效果分析

（1）13318E工作面的煤底較軟、煤壁破碎、煤層頂板層節(jié)理發(fā)育，在注過固瑞特GRT201加固后，整體性、柔韌性、強度等都有明顯提高。可以有效的避免大面積片幫及掉頂。

（2）使用固瑞特GRT201加固具有新穎性（化學加固，不同于以往的機械過物理方法）、阻燃性、安全性（杜絕了片幫、掉頂）、快速性（加固見效快）和便利性（工藝簡單、快捷，便于井下施工）等特點，具有很大的應用優(yōu)勢。

（3）使用固瑞特GRT201加固技術后，工作面頂板管理有了極大的安全保障，從而實現(xiàn)了工作面安全、高效采煤。

（4）該項煤壁加固技術在同類的采、掘工作面均有借鑒及推廣應用價值。

4 結語

謝橋礦13318E工作面，通過注固瑞特GRT201，第一效果明顯，注漿之后松軟煤層支撐力變強，大幅度減少了片幫、冒頂現(xiàn)象，給安全生產帶來保障；第二，固瑞特GRT201無污染無毒，操作簡便。煤層松軟，安全無法保障時，可以考慮加注固瑞特GRT201以確保安全。本文主旨亦在于此。