淺談松軟煤層冒落區注漿加固掘進施工

王安宇

摘 要：依據煤礦地質資料，結合8#、9#煤局部賦存情況，對軌道巷掘進工作面的現場情況進行深入分析，對有機高分子化學注漿加固材料固特瓏和充填材料馬浮因的性質進行研究。綜合幾個方面的情況，設計鉆孔布置圖，確定加固施工方案和工藝要求，并提出幾點重要的安全注意事項。

關鍵詞：支護；冒頂區；松散破碎煤巖；再生頂板

中圖分類號：TD353 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0006-02

1 概況

煤礦軌道巷掘進工作面布置在9#煤層中，9#煤位于8#煤下5.06～31.14 m處，平均距離14.55 m。9#煤層間距變化受屯蘭砂巖體發育的影響，煤厚0.63～3.29 m，平均厚度為1.88 m，頂板為泥質巖或粉砂巖。8#煤位于太原組下部，煤厚1.99～5.62 m，平均厚度為3.99 m，結構較為復雜，有0～4層夾石；頂板為L1石灰巖，局部灰巖缺失，代之以砂巖；底板多為泥巖。巷道沿頂板掘進，已掘進成巷700 m，梯形工字鋼支護為凈寬×凈高=3 200 mm×2 600 mm。巷道迎頭揭露小窯巷道無水和瓦斯。頂煤局部松散破碎，已冒頂，形成長×寬×高=8 000 mm×4 000 mm×5 000 mm的冒頂區。巷道正前冒落段9#煤頂板完全垮落，形成松散破碎的煤巖堆積物，巷道掘進支護困難。

2 注漿材料

結合煤礦的實際情況，采用有機高分子化學加固材料固特瓏和充填材料馬浮因相結合的注漿方案，進行注漿加固后施工。

固特瓏注漿加固材料是一種高分子聚合物，具有較好的滲透性，與煤巖體均有較高的黏合力，在壓力作用下可滲透到微裂隙之中，混合后反應膨脹凝固，形成致密的網絡骨架體，對松散破碎帶起到有效的固結作用。固特瓏的性能指標如表1所示。

表1 固特瓏的主要技術指標

序號 技術參數 技術指標

1 固結體密度 200～1 250 kg/m3

2 雙液混合比 1∶1

3 膨脹倍數 0～8

4 抗壓強度 5～50 MPa

5 黏結強度 1～5 MPa

6 終凝時間 30～60 s（可調節）

7 漿液黏度 250～400 mPa·s

8 存儲期 6個月（常溫）

3 注漿設備

鉆孔施工使用的是ZQS-50型風動鉆機，注漿鉆桿按設計鉆孔長度配備，并配備相應數量的Φ28 mm鉆頭。封孔、注漿采用QB6C型氣動高壓雙液化學注漿泵，氣動高壓雙液化學注漿泵如圖1所示。與注漿設備配套的進風管路為20 m長的Φ19 mm高壓風管，出漿管規格為Φ10 mm，長度為10 m、5 m、2 m的各若干根。

4 施工方案確定

4.1 冒頂區支護

掘進工作面揭露小窯巷道冒頂區域、頂部和巷幫的巖層松散、破碎、易冒落。人工架設支架接頂易冒落傷人，使用充填材料馬浮因（MF-2型）可架設木支架假頂。充填馬浮因膨脹充填材料接頂，可首先對冒落區進行封閉支護，防止掉落煤巖傷人。

4.2 冒落段加固

掘進工作面巷道正前冒落段煤巖混合物松散堆積，繼續開挖將造成前方松散煤巖混合物垮落，無法形成頂板支護。將超前加固軌道巷冒落區松軟、破碎的煤巖混合物膠結，形成以煤巖為骨架的固體膠合物。保持空頂距離不超1 m進行掘進施工，嚴格執行作業規程中規定的相關技術要求，在掘進開挖后，揭露人工假頂。形成有效支護之前，人工假頂可保證松散、破碎的煤巖混合物不垮落或使垮落量減少，以滿足掘進支護和安全生產的需求，為安全、快速地掘進創造良好的條件。

摘 要：依據煤礦地質資料，結合8#、9#煤局部賦存情況，對軌道巷掘進工作面的現場情況進行深入分析，對有機高分子化學注漿加固材料固特瓏和充填材料馬浮因的性質進行研究。綜合幾個方面的情況，設計鉆孔布置圖，確定加固施工方案和工藝要求，并提出幾點重要的安全注意事項。

關鍵詞：支護；冒頂區；松散破碎煤巖；再生頂板

中圖分類號：TD353 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0006-02

1 概況

煤礦軌道巷掘進工作面布置在9#煤層中，9#煤位于8#煤下5.06～31.14 m處，平均距離14.55 m。9#煤層間距變化受屯蘭砂巖體發育的影響，煤厚0.63～3.29 m，平均厚度為1.88 m，頂板為泥質巖或粉砂巖。8#煤位于太原組下部，煤厚1.99～5.62 m，平均厚度為3.99 m，結構較為復雜，有0～4層夾石；頂板為L1石灰巖，局部灰巖缺失，代之以砂巖；底板多為泥巖。巷道沿頂板掘進，已掘進成巷700 m，梯形工字鋼支護為凈寬×凈高=3 200 mm×2 600 mm。巷道迎頭揭露小窯巷道無水和瓦斯。頂煤局部松散破碎，已冒頂，形成長×寬×高=8 000 mm×4 000 mm×5 000 mm的冒頂區。巷道正前冒落段9#煤頂板完全垮落，形成松散破碎的煤巖堆積物，巷道掘進支護困難。

2 注漿材料

結合煤礦的實際情況，采用有機高分子化學加固材料固特瓏和充填材料馬浮因相結合的注漿方案，進行注漿加固后施工。

固特瓏注漿加固材料是一種高分子聚合物，具有較好的滲透性，與煤巖體均有較高的黏合力，在壓力作用下可滲透到微裂隙之中，混合后反應膨脹凝固，形成致密的網絡骨架體，對松散破碎帶起到有效的固結作用。固特瓏的性能指標如表1所示。

表1 固特瓏的主要技術指標

序號 技術參數 技術指標

1 固結體密度 200～1 250 kg/m3

2 雙液混合比 1∶1

3 膨脹倍數 0～8

4 抗壓強度 5～50 MPa

5 黏結強度 1～5 MPa

6 終凝時間 30～60 s（可調節）

7 漿液黏度 250～400 mPa·s

8 存儲期 6個月（常溫）

3 注漿設備

鉆孔施工使用的是ZQS-50型風動鉆機，注漿鉆桿按設計鉆孔長度配備，并配備相應數量的Φ28 mm鉆頭。封孔、注漿采用QB6C型氣動高壓雙液化學注漿泵，氣動高壓雙液化學注漿泵如圖1所示。與注漿設備配套的進風管路為20 m長的Φ19 mm高壓風管，出漿管規格為Φ10 mm，長度為10 m、5 m、2 m的各若干根。

4 施工方案確定

4.1 冒頂區支護

掘進工作面揭露小窯巷道冒頂區域、頂部和巷幫的巖層松散、破碎、易冒落。人工架設支架接頂易冒落傷人，使用充填材料馬浮因（MF-2型）可架設木支架假頂。充填馬浮因膨脹充填材料接頂，可首先對冒落區進行封閉支護，防止掉落煤巖傷人。

4.2 冒落段加固

掘進工作面巷道正前冒落段煤巖混合物松散堆積，繼續開挖將造成前方松散煤巖混合物垮落，無法形成頂板支護。將超前加固軌道巷冒落區松軟、破碎的煤巖混合物膠結，形成以煤巖為骨架的固體膠合物。保持空頂距離不超1 m進行掘進施工，嚴格執行作業規程中規定的相關技術要求，在掘進開挖后，揭露人工假頂。形成有效支護之前，人工假頂可保證松散、破碎的煤巖混合物不垮落或使垮落量減少，以滿足掘進支護和安全生產的需求，為安全、快速地掘進創造良好的條件。

摘 要：依據煤礦地質資料，結合8#、9#煤局部賦存情況，對軌道巷掘進工作面的現場情況進行深入分析，對有機高分子化學注漿加固材料固特瓏和充填材料馬浮因的性質進行研究。綜合幾個方面的情況，設計鉆孔布置圖，確定加固施工方案和工藝要求，并提出幾點重要的安全注意事項。

關鍵詞：支護；冒頂區；松散破碎煤巖；再生頂板

中圖分類號：TD353 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0006-02

1 概況

煤礦軌道巷掘進工作面布置在9#煤層中，9#煤位于8#煤下5.06～31.14 m處，平均距離14.55 m。9#煤層間距變化受屯蘭砂巖體發育的影響，煤厚0.63～3.29 m，平均厚度為1.88 m，頂板為泥質巖或粉砂巖。8#煤位于太原組下部，煤厚1.99～5.62 m，平均厚度為3.99 m，結構較為復雜，有0～4層夾石；頂板為L1石灰巖，局部灰巖缺失，代之以砂巖；底板多為泥巖。巷道沿頂板掘進，已掘進成巷700 m，梯形工字鋼支護為凈寬×凈高=3 200 mm×2 600 mm。巷道迎頭揭露小窯巷道無水和瓦斯。頂煤局部松散破碎，已冒頂，形成長×寬×高=8 000 mm×4 000 mm×5 000 mm的冒頂區。巷道正前冒落段9#煤頂板完全垮落，形成松散破碎的煤巖堆積物，巷道掘進支護困難。

2 注漿材料

結合煤礦的實際情況，采用有機高分子化學加固材料固特瓏和充填材料馬浮因相結合的注漿方案，進行注漿加固后施工。

固特瓏注漿加固材料是一種高分子聚合物，具有較好的滲透性，與煤巖體均有較高的黏合力，在壓力作用下可滲透到微裂隙之中，混合后反應膨脹凝固，形成致密的網絡骨架體，對松散破碎帶起到有效的固結作用。固特瓏的性能指標如表1所示。

表1 固特瓏的主要技術指標

序號 技術參數 技術指標

1 固結體密度 200～1 250 kg/m3

2 雙液混合比 1∶1

3 膨脹倍數 0～8

4 抗壓強度 5～50 MPa

5 黏結強度 1～5 MPa

6 終凝時間 30～60 s（可調節）

7 漿液黏度 250～400 mPa·s

8 存儲期 6個月（常溫）

3 注漿設備

鉆孔施工使用的是ZQS-50型風動鉆機，注漿鉆桿按設計鉆孔長度配備，并配備相應數量的Φ28 mm鉆頭。封孔、注漿采用QB6C型氣動高壓雙液化學注漿泵，氣動高壓雙液化學注漿泵如圖1所示。與注漿設備配套的進風管路為20 m長的Φ19 mm高壓風管，出漿管規格為Φ10 mm，長度為10 m、5 m、2 m的各若干根。

4 施工方案確定

4.1 冒頂區支護

掘進工作面揭露小窯巷道冒頂區域、頂部和巷幫的巖層松散、破碎、易冒落。人工架設支架接頂易冒落傷人，使用充填材料馬浮因（MF-2型）可架設木支架假頂。充填馬浮因膨脹充填材料接頂，可首先對冒落區進行封閉支護，防止掉落煤巖傷人。

4.2 冒落段加固

掘進工作面巷道正前冒落段煤巖混合物松散堆積，繼續開挖將造成前方松散煤巖混合物垮落，無法形成頂板支護。將超前加固軌道巷冒落區松軟、破碎的煤巖混合物膠結，形成以煤巖為骨架的固體膠合物。保持空頂距離不超1 m進行掘進施工，嚴格執行作業規程中規定的相關技術要求，在掘進開挖后，揭露人工假頂。形成有效支護之前，人工假頂可保證松散、破碎的煤巖混合物不垮落或使垮落量減少，以滿足掘進支護和安全生產的需求，為安全、快速地掘進創造良好的條件。