掘進過斷層帶及處理冒頂中化學材料的應用

摘 要：峻德煤礦采用了瑞米充填/密封Ⅲ號對巷道冒落空間進行充填達到了良好的充填效果在掘進中使用瑞米Ⅰ號加固待掘巖體圍巖增加了待掘巖體的強度。

關鍵詞：充填；加固；斷層；冒頂；破碎巖體

0.引言

礦井施工中巖巷掘進經常穿斷層破碎帶和不穩定巖層，且經常發生頂板抽漏和冒頂事故，造成極大的施工困難和安全隱患；特別是在煤層含水較大的情況下，難度和危險更加明顯。運用化學材料對高冒區進行充填和對待掘巖體進行加固是一項很好的施工技術，與傳統的使用木垛等常規措施相比，能有效地封堵瓦斯積聚空間、抑制瓦斯涌出，降低掘進成本，提高施工安全性，且施工工藝簡單，可取得良好的技術經濟價值。

1.工程概況

峻德煤礦位于鶴崗礦區南麓，地質條件復雜，特別是礦井南部斷層發育、煤層含水大。隨著礦井生產能力的提高和面臨不可再生資源緊缺的現狀，本著建設資源節約型社會的目的，峻德煤礦加大了南部區域的開發力度。一水平南三區回風巷就是南部三區的總回風巷道，該區巖（煤）層含水大，且為未疏干區，圍巖極不穩定，整體性差，遇水膨脹，巷道穿F7斷層帶過程中發生抽頂事故。

2.施工方法

在處理該事故過程中，采用瑞琪米諾樺公司生產的瑞米充填/密封Ⅲ號（該材料為無機粉料，發泡率高，阻燃，能承受一定變形），對冒落空間進行充填，達到良好的充填效果。在繼續掘進中使用瑞米Ⅰ號（該材料高粘結強度，發泡膨脹，遇水反應），對待掘破碎巖體進行加固，保證了待掘巖體的整體性、穩定性。

2.1冒頂處理

常規過冒頂區的處理是架棚、打木垛接頂、噴漿封閉。這不僅工程量大、危險系數高，還留下了安全隱患。采用化學材料充填技術不僅施工工藝簡單、施工安全系數高，并杜絕了瓦斯積聚的隱患。

首先在冒落處的浮巖上向前進方向打穿楔，然后在穿楔上鋪設一層草袋子，將冒落空間與掘進巷道隔離開，防止化學材料流入巷道。再在冒落區邊緣向后兩米處向冒落空間頂部打φ45mm的注漿孔與冒落空間頂部貫通，最后將注漿管插入至冒落空間頂部，通過專用注漿泵將瑞米充填/密封Ⅲ號注入冒落空間。瑞米充填/密封Ⅲ號在冒落空間內快速反應發泡堆積并短時間內凝固，達到充填冒落區的目的。

要點：

要根據冒落空間的大小和形態確定注漿孔的數量和布置形式以達到良好的充填效果。瑞米充填/密封Ⅲ號的水灰比為1：1，要嚴格控制其比例，保證發泡率、凝固時間和凝固后的強度；其凝固強度在0.2—0.4MPa；該材料使用量為80―100kg/m?，凝固時間為50―70s。

2.2斷層帶的處理

為保證在繼續掘進時安全施工不發生冒頂施工，我們使用了瑞米加固Ⅰ號對待掘巖體及其圍巖進行加固。首先延巷道輪廓線，呈與巷道輪廓線法線方向60°向待掘巖體布置4m深鉆孔，然后使用專用風動注漿泵和混合槍向巖體注入瑞米加固Ⅰ號，瑞米加固Ⅰ號注入破碎巖體后發生反應，凝固生成高強度樹脂材料將破碎巖體膠結，實現對破碎巖體的膠結加固作用，使破碎陽臺形成整體完整的巖體。

要點：

使用瑞米加固Ⅰ號加固巖體配合超前支護技術是順利通過斷層破碎帶的關鍵；瑞米加固Ⅰ號增強了圍巖的粘結力、固結圍巖并提高了圍巖的穩定性和承載能力。其抗壓強度大于50MPa、粘結強度大于4 MPa，足以滿足施工需要。

3.結語

這兩項技術的應用不僅縮短了工期2個對月，節約資金30余萬元，還有效地解決了常規處理冒頂過程中的勞動強度大、危險性高的難題，為在破碎巖體中掘進提供了一種有效的方法。

作者簡介：劉廣戰（1963.6-），男， 本科，現任龍煤集團股份有限鶴崗分公司峻德煤礦副總工程師。