羅克休與馬麗散在斜井過含水流沙層冒頂處理中的應用

梁林 LIANG Lin

（黃陵礦業有限公司一號煤礦，黃陵 727307）

（Huangling Mining（Group）Co.，Ltd.No.1 Coal Mine，Huangling 727307，China）

1 工程概況

黃陵一號煤礦位于陜西省黃陵縣城西北約25km處，距店頭鎮1.5km。井田走向長12～24km，傾斜寬11～16km，面積約209.85km2。礦井四號風井位于工業場地東北方向約11.5km處，四號風井地表被第四系松散層掩蓋，屬掩蓋至半掩蓋區，僅在溝谷中有基巖裸露。地下水運移受區域地下水的控制，顯示一定的成層性特征。四號風井進風、瓦斯、回風斜井平行布置，井筒間距40m，傾角均為-20°。2013年11月四號風井瓦斯斜井在穿過含水流沙層時，頂板多次來壓，出現頂板冒落現象，冒落范圍為40m（標高+1113m）至72m（標高+1102m），冒落高度約為6.5m，冒落體積約為936m3，導致無法正常掘進，需充填加固冒落區頂板后，方可繼續掘進。

2 充填方案

根據四號風井地質條件特征泡沫與馬麗散N型材料術部特性，從而確定選用馬麗散N型密閉空氣、阻隔導水通道、粘結松散圍巖，羅克休泡沫充填冒落區的方案。充填材料的技術特性如下：①羅克休泡沫。羅克休泡沫產品是一種雙組分中空充填材料。具有高膨脹率、中空充填用量小，泡沫反應迅速、不需要防漏支架等優點。施工中將樹脂和催化劑按4:1的容積比混合生成羅克休泡沫（聚合產品）。技術參數:反應時間為1min，膨脹倍數10-15倍，10%變形時抗壓強度為100kPa-300kPa，燃燒等級為高難燃性材料。應用領域：密閉、中空充填和頂部支撐，在巷道內或工作面快速堵截并終止煤巖層塌落。②馬麗散N型。馬麗散N型是由兩種組份組成的聚亞胺脂，用于松散破碎地層的加固和水流的封閉。具有高粘合力和較好的機械性能，并可保持與巷道或者工作面一致的壽命。馬麗散N型的力學試驗顯示其擁有良好的柔韌性可以受隨后的地層運動，最大粘結強度達到6.2MPa，最大抗壓強度達到89.2MPa，最大抗拉強度達到29.5MPa，最大抗剪強度達到31.0MPa。應用領域：加固裂隙和不穩定地層；密實地層；巖石加固。

3 施工工藝

根據四號風井地質條件及斜井支護形式確定先架設U型鋼棚，鋼棚上充填板皮保證巷道成型，鋼棚下支設木垛保證安全，后充填馬麗散N型、羅克休泡沫，最后澆筑鋼筋混凝土進行永久支護。

3.1 架設U型鋼棚 注漿充填前，在冒落區下方從外向里架設U型鋼棚并鋪設木質地板，U型鋼棚間距為0.5m，U型鋼棚上方充填板皮，保證巷道成型、阻擋冒落區頂板掉矸；U型鋼棚下方支設木垛接底，每層六根道木支設成“田”字形木垛接到底板背實，在道木與道木間采用扒釘連接，從而防止U型鋼棚歪斜，確保施工安全。

3.2 充填冒落區 注漿充填冒落區。注漿孔布置示意圖如圖1所示。注漿充填步驟：①將注漿管路鋪設至充填區；②安裝多功能注漿泵（其主要技術規格與技術參數如表1所示）及其附屬組建，固定注射槍；③注漿開始。在多功能注漿泵壓力作用下，產品原料通過吸料管進入輸送管輸送至注射槍中，注射槍通過注漿孔充填冒落區域；④注漿孔充填結束時，停止注漿充填；⑤換孔注漿充填，重復②-④步驟；⑥注漿充填完畢后，用清洗劑清洗多功能泵及其附屬組建。

圖1 注漿孔布置示意

表1 多功能注漿泵主要技術規格與技術參數表

3.3 澆筑鋼筋混凝土 含水流沙層冒落區每注漿充填5m，主體澆筑鋼筋混凝土進行永久支護，主筋為Φ20，副筋為Φ18，結構筋為Φ10，混凝土抗滲等級為P8，混凝土厚度為450mm。混凝土澆注時首先采用“一”字型風動振動棒振搗，必須保證兩臺振動棒在巷道兩側同時振動。底板采用橫撐+聯鎖梁+鋼筋混凝土進行永久支護。

4 施工注意事項

①作業人員配齊必備的勞動保護用品，在注漿期間，身體要避開注漿孔口，按照設計要求施工注漿孔，孔間排距、角度及深度應準確，以保證注漿孔質量。

②確保施工現場持續穩定（0.4MPa-0.7MPa）的風源。

③注漿充填過程中若發現響聲、壓力驟增等異常情況，要立即停泵，查明原因后及時處理異常情況。

④準備清洗劑、水和火堿，注漿后及時清理多功能能泵及其附屬設備。

⑤準備棉紗及舊風筒布，減少原料順縫隙流出量。

⑥值班干部及當班班長應注意檢查各項安全工作，發現問題及時處理。

5 應用效果

①采用羅克休泡沫與馬麗散N型充填方法，使四號風井瓦斯斜井順利地通過了含水流沙層冒落區，收到了預期的效果，保證了井筒正常掘進。

②羅克休泡沫與馬麗散N型充填方法安全系數高，操作方便，施工速度快。

③羅克休泡沫與馬麗散N型充填方法可四季施工，且污染低；對施工地點要求低，只要有持續穩定風源即可。

④羅克休泡沫具有很高的膨脹率，以小用量達到最大的充填效果，從而經濟合理。

6 結語

黃陵礦業有限公司一號煤礦四號風井瓦斯斜井采用羅克休泡沫與馬麗散N型充填方法有效封閉了含水流沙層冒落區水流通道，加固了圍巖松散破碎的結構，提高了圍巖整體性、穩定性，保證了四號風井瓦斯斜井安全順利快速地通過了含水流沙層冒落區，創造了良好的效益。

實踐證明，羅克休泡沫與馬麗散N型充填方法可以在含水流沙層、斷層等圍巖破碎區域、煤巖層加固等情況下推廣應用。

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