羅克休與馬麗散在斜井過(guò)含水流沙層冒頂處理中的應(yīng)用

梁林 LIANG Lin

（黃陵礦業(yè)有限公司一號(hào)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(hào)煤礦位于陜西省黃陵縣城西北約25km處，距店頭鎮(zhèn)1.5km。井田走向長(zhǎng)12～24km，傾斜寬11～16km，面積約209.85km2。礦井四號(hào)風(fēng)井位于工業(yè)場(chǎng)地東北方向約11.5km處，四號(hào)風(fēng)井地表被第四系松散層掩蓋，屬掩蓋至半掩蓋區(qū)，僅在溝谷中有基巖裸露。地下水運(yùn)移受區(qū)域地下水的控制，顯示一定的成層性特征。四號(hào)風(fēng)井進(jìn)風(fēng)、瓦斯、回風(fēng)斜井平行布置，井筒間距40m，傾角均為-20°。2013年11月四號(hào)風(fēng)井瓦斯斜井在穿過(guò)含水流沙層時(shí)，頂板多次來(lái)壓，出現(xiàn)頂板冒落現(xiàn)象，冒落范圍為40m（標(biāo)高+1113m）至72m（標(biāo)高+1102m），冒落高度約為6.5m，冒落體積約為936m3，導(dǎo)致無(wú)法正常掘進(jìn)，需充填加固冒落區(qū)頂板后，方可繼續(xù)掘進(jìn)。

2 充填方案

根據(jù)四號(hào)風(fēng)井地質(zhì)條件特征泡沫與馬麗散N型材料術(shù)部特性，從而確定選用馬麗散N型密閉空氣、阻隔導(dǎo)水通道、粘結(jié)松散圍巖，羅克休泡沫充填冒落區(qū)的方案。充填材料的技術(shù)特性如下：①羅克休泡沫。羅克休泡沫產(chǎn)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(yīng)迅速、不需要防漏支架等優(yōu)點(diǎn)。施工中將樹(shù)脂和催化劑按4:1的容積比混合生成羅克休泡沫（聚合產(chǎn)品）。技術(shù)參數(shù):反應(yīng)時(shí)間為1min，膨脹倍數(shù)10-15倍，10%變形時(shí)抗壓強(qiáng)度為100kPa-300kPa，燃燒等級(jí)為高難燃性材料。應(yīng)用領(lǐng)域：密閉、中空充填和頂部支撐，在巷道內(nèi)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(jī)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(xué)試驗(yàn)顯示其擁有良好的柔韌性可以受隨后的地層運(yùn)動(dòng)，最大粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到6.2MPa，最大抗壓強(qiáng)度達(dá)到89.2MPa，最大抗拉強(qiáng)度達(dá)到29.5MPa，最大抗剪強(qiáng)度達(dá)到31.0MPa。應(yīng)用領(lǐng)域：加固裂隙和不穩(wěn)定地層；密實(shí)地層；巖石加固。

3 施工工藝

根據(jù)四號(hào)風(fēng)井地質(zhì)條件及斜井支護(hù)形式確定先架設(shè)U型鋼棚，鋼棚上充填板皮保證巷道成型，鋼棚下支設(shè)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(jìn)行永久支護(hù)。

3.1 架設(shè)U型鋼棚 注漿充填前，在冒落區(qū)下方從外向里架設(shè)U型鋼棚并鋪設(shè)木質(zhì)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(qū)頂板掉矸；U型鋼棚下方支設(shè)木垛接底，每層六根道木支設(shè)成“田”字形木垛接到底板背實(shí)，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(qū) 注漿充填冒落區(qū)。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(shè)至充填區(qū)；②安裝多功能注漿泵（其主要技術(shù)規(guī)格與技術(shù)參數(shù)如表1所示）及其附屬組建，固定注射槍；③注漿開(kāi)始。在多功能注漿泵壓力作用下，產(chǎn)品原料通過(guò)吸料管進(jìn)入輸送管輸送至注射槍中，注射槍通過(guò)注漿孔充填冒落區(qū)域；④注漿孔充填結(jié)束時(shí)，停止注漿充填；⑤換孔注漿充填，重復(fù)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(shù)規(guī)格與技術(shù)參數(shù)表

3.3 澆筑鋼筋混凝土 含水流沙層冒落區(qū)每注漿充填5m，主體澆筑鋼筋混凝土進(jìn)行永久支護(hù)，主筋為Φ20，副筋為Φ18，結(jié)構(gòu)筋為Φ10，混凝土抗?jié)B等級(jí)為P8，混凝土厚度為450mm。混凝土澆注時(shí)首先采用“一”字型風(fēng)動(dòng)振動(dòng)棒振搗，必須保證兩臺(tái)振動(dòng)棒在巷道兩側(cè)同時(shí)振動(dòng)。底板采用橫撐+聯(lián)鎖梁+鋼筋混凝土進(jìn)行永久支護(hù)。

4 施工注意事項(xiàng)

①作業(yè)人員配齊必備的勞動(dòng)保護(hù)用品，在注漿期間，身體要避開(kāi)注漿孔口，按照設(shè)計(jì)要求施工注漿孔，孔間排距、角度及深度應(yīng)準(zhǔn)確，以保證注漿孔質(zhì)量。

②確保施工現(xiàn)場(chǎng)持續(xù)穩(wěn)定（0.4MPa-0.7MPa）的風(fēng)源。

③注漿充填過(guò)程中若發(fā)現(xiàn)響聲、壓力驟增等異常情況，要立即停泵，查明原因后及時(shí)處理異常情況。

④準(zhǔn)備清洗劑、水和火堿，注漿后及時(shí)清理多功能能泵及其附屬設(shè)備。

⑤準(zhǔn)備棉紗及舊風(fēng)筒布，減少原料順縫隙流出量。

⑥值班干部及當(dāng)班班長(zhǎng)應(yīng)注意檢查各項(xiàng)安全工作，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

5 應(yīng)用效果

①采用羅克休泡沫與馬麗散N型充填方法，使四號(hào)風(fēng)井瓦斯斜井順利地通過(guò)了含水流沙層冒落區(qū)，收到了預(yù)期的效果，保證了井筒正常掘進(jìn)。

②羅克休泡沫與馬麗散N型充填方法安全系數(shù)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(duì)施工地點(diǎn)要求低，只要有持續(xù)穩(wěn)定風(fēng)源即可。

④羅克休泡沫具有很高的膨脹率，以小用量達(dá)到最大的充填效果，從而經(jīng)濟(jì)合理。

6 結(jié)語(yǔ)

黃陵礦業(yè)有限公司一號(hào)煤礦四號(hào)風(fēng)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(qū)水流通道，加固了圍巖松散破碎的結(jié)構(gòu)，提高了圍巖整體性、穩(wěn)定性，保證了四號(hào)風(fēng)井瓦斯斜井安全順利快速地通過(guò)了含水流沙層冒落區(qū)，創(chuàng)造了良好的效益。

實(shí)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(qū)域、煤巖層加固等情況下推廣應(yīng)用。

[1]卞正榮，邢敦愛(ài)，楊小鐵等.用羅克休、馬麗散充填加固技術(shù)處理巷道冒頂[J].煤炭科技，2009(3):11-14.

[2]玉柱，喻洪能，梁勇生.馬麗散和羅克休泡沫在金佳礦的應(yīng)用[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2005(8):5-8.

[3]韓樹(shù)標(biāo).羅克休充填結(jié)合馬麗散加固技術(shù)在巷道過(guò)斷層破碎帶中的實(shí)踐[J].煤礦現(xiàn)代化，2009(6):32-36.

[4]韓立軍，李仲輝，王秀玲.U型鋼與噴網(wǎng)支護(hù)壁后充填注漿加固[J].山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2002(21):26-30.