瑪麗散固結(jié)煤體技術(shù)在破碎煤體中的應(yīng)用

王傳社

摘 要：該文主要介紹了南屯煤礦瑪麗散高分子聚合產(chǎn)品固結(jié)煤體技術(shù)在七采北部一號探巷破碎煤體條件下的應(yīng)用，解決了巷道破碎帶煤體的支護(hù)和成型這一重大難題，有效提高了巷道的支護(hù)質(zhì)量和巷道的成型。

關(guān)鍵詞：瑪麗散;固結(jié);破碎煤體

南屯煤礦煤層開采深度不斷增加，工作面及巷道煤體的變形破裂程度大大增加，常見的錨網(wǎng)支護(hù)形式已不能滿足支護(hù)需要，破碎煤體壓注瑪麗散高分子聚合產(chǎn)品固結(jié)煤體技術(shù)為我礦在巷道的支護(hù)質(zhì)量和支護(hù)強(qiáng)度開辟了一個新型的支護(hù)方法，效果較好。

1 試驗(yàn)巷道概況

七采北部一號探巷位于七采區(qū)西北部，巷道北側(cè)為33下31工作面（未施工），西側(cè)為73下20、73下22、73下27工作面采空區(qū)，東側(cè)為73下28運(yùn)順（未施工），南側(cè)為原73下13煤集，上覆73上28工作面采空區(qū)。巷道自原停掘位置向前掘進(jìn)，將先后貫通原73下22下順、73下27運(yùn)順及73下27軌順。該區(qū)域地質(zhì)情況簡單，總體為一單斜構(gòu)造，西南高，東北低，煤層走向北西～南東，傾向北東，煤層傾角2～8°，平均4°，該順槽推進(jìn)約450m，受采動影響頂板壓力大，壓力顯現(xiàn)明顯，頂板破碎、煤壁片幫嚴(yán)重。

2 安全生產(chǎn)由于巷道破碎頂板因素造成的影響

截至目前，七采北部一號探巷進(jìn)行推進(jìn)大概有450米，在巷道的西側(cè)屬于采空區(qū)，這個地方的應(yīng)力作用比較明顯，部分地區(qū)煤壁片幫、在頂板部位破碎十分嚴(yán)重，運(yùn)用一般的方式來對這種損傷進(jìn)行恢復(fù)是不太可行的，因?yàn)殄^網(wǎng)索支護(hù)并不能對此產(chǎn)生較大的效果。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)以及實(shí)驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)高分子材料瑪麗散在對于這種破壞的修復(fù)作用比較強(qiáng)，因此決定對七采北部一號探巷的嚴(yán)重?fù)p壞部位注入該材料進(jìn)行修復(fù)。

3 瑪麗散的特性

（1）瑪麗散使用范圍：對裂隙和不夠穩(wěn)定的底層建設(shè)進(jìn)行鞏固;對經(jīng)過斷層而產(chǎn)生的破碎煤巖進(jìn)行鞏固;對巷道周邊突出地位已受到磨損和破壞部位進(jìn)行修補(bǔ)預(yù)防;對進(jìn)行瓦斯抽排的孔部進(jìn)行密封;對水流的出口進(jìn)行密封;對進(jìn)行過鉚釘處理的巖石進(jìn)行密封。

（2）材料性能：這種材料由于其本身的化學(xué)特性和物理特性具有粘度比較低的特點(diǎn)，因此可以比較容易滲入到比較小的裂縫里，并且其黏合效果比較好，可以和水進(jìn)行融合，這樣一來可以十分高效精細(xì)的將水流的裂縫進(jìn)行密封并且在后期遇水后還會進(jìn)行膨脹，增加密封效果。

（3）瑪麗散的狀態(tài)效果比較多，自身具有很強(qiáng)的可塑性，在受到外作用力時會產(chǎn)生變形，不會因?yàn)閹r層運(yùn)動受到破壞而影響效果，可以與地層進(jìn)行融合。

（4）在和水進(jìn)行作用融合時效率很高，能夠進(jìn)行迅速融合并達(dá)到對水流進(jìn)行密封的效果。

（5）抗壓性很強(qiáng)，不易受到破壞。

4 瑪麗散注入破碎煤體的作用

將高分子材料瑪麗散填注到受到破壞而產(chǎn)生嚴(yán)重破碎的煤體里面可以將其固結(jié)作用發(fā)揮出來，對破碎煤體進(jìn)行固結(jié)后煤壁的承載能力也會得到很大的提升，其整體的強(qiáng)度也會有一定提高。而且這樣一來還可以避免冒頂現(xiàn)象的產(chǎn)生。高分子材料瑪麗散本身具有粘合力高的特點(diǎn)，在與破碎煤片進(jìn)行接觸時可以高程度的黏合，并且高分子材料瑪麗散還具有粘度低的特點(diǎn)，能夠滲透到破碎煤體的細(xì)小裂縫中，在液體狀態(tài)時流入細(xì)小裂縫在滲透完成后又會產(chǎn)生膨脹效果，這樣一來可以完美的進(jìn)行密封以及加固處理。在對七采北部一號探巷的嚴(yán)重?fù)p壞部位注入該材料進(jìn)行修復(fù)的過程中，達(dá)到了以下效果：

（1）利用瑪麗散材料本身粘度低的特點(diǎn)可以對圍巖上的細(xì)微裂痕進(jìn)行滲透并膨脹，從而達(dá)到與水和空氣隔絕的效果，可以避免因?yàn)轱L(fēng)化作用以及水浸濕作用而帶來的圍巖受損，從根本上提高了圍巖的使用壽命，提高了圍巖的強(qiáng)度。

（2）利用瑪麗散材料對破碎巖體進(jìn)行填注后由于瑪麗散材料的力學(xué)特性，不連續(xù)的巖石面以及變形模量都會產(chǎn)生一定的力學(xué)效果，其本身的性狀會得到很大的改善，這樣一來圍巖中破碎巖體的強(qiáng)度會得到提高，并且在外界壓力下可以進(jìn)行自身調(diào)整，承載能力得到了一定的提高，整體趨于穩(wěn)定。

（3）利用瑪麗散材料對破碎巖體進(jìn)行填注后其縫隙在瑪麗散材料的膨脹作用下會得到高效的充填，可以提高自身的穩(wěn)定程度，抗壓能力也得到了一定的提高，可以預(yù)防由于部分巖體受到損壞而造成的對整個巖體的破壞。

5 利用瑪麗散材料對破碎煤體填注

（1）布眼參數(shù)：在填注之前先進(jìn)行打眼工作，采用風(fēng)鉆在巖體上打出深度>6米，眼徑>43米，間距>3米，肩窩的水平在10-15度左右，在打眼時要保證與底板之間的距離在1.5米以上。

（2）打眼：在進(jìn)行打眼操作時要注意將風(fēng)鉆、鉆桿以及鉆眼保持在同一個方向，推動時力量要保持均勻盡量達(dá)到勻速效果，并且作業(yè)人員要站在鉆機(jī)的一側(cè)，防止斷釬、夾釬或掉鉆頭等情況的發(fā)生。在進(jìn)行鉆眼的過程中要注意在鉆桿進(jìn)入巖石之后一定時間就要進(jìn)行抽拉工作以便于孔內(nèi)的煤粉流出，為注漿的效果提供保證。

（3）在進(jìn)行瑪麗散和催化劑的配方時要注意這個比例：瑪麗散和催化劑的體積比為1：1，重量比保持在1：1.17。

（4）注漿壓力。利用瑪麗散材料進(jìn)行注漿時，根據(jù)圍巖的特征要將注漿的壓力保持在4-8MPa之間。

（5）利用比較科學(xué)合理先進(jìn)的密封技術(shù)可以對材料的浪費(fèi)進(jìn)行一定的減少。將瑪麗散材料通過注射管注射到專業(yè)的封孔器中然后用一定的壓力（活塞壓力27：風(fēng)壓1）將封孔器撐開到直徑在65-70毫米之間，最后將原料注射到要進(jìn)行施工的區(qū)域。在封孔器的作用下，周圍的煤巖層可以產(chǎn)生緊密地結(jié)合，封孔效果大大提高。

6 瑪麗散材料產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)和效益

利用瑪麗散材料對破碎巖體進(jìn)行填注對于七采北部一號探巷中的巖體具有很好的防護(hù)效果并且對已經(jīng)產(chǎn)生破壞的煤體具有很好的固結(jié)和修復(fù)效果，這樣一來探巷內(nèi)的事故率得到了很大程度的降低，作業(yè)人員以及工作人員的安全得到了保障。

7 結(jié)論

瑪麗散高分子聚合產(chǎn)品固結(jié)煤體技術(shù)在南屯煤礦掘進(jìn)巷道破碎煤體條件下應(yīng)用是成功的，對破碎煤體的控制起到了很好的加固作用，在過破碎煤體掘進(jìn)巷道期間杜絕了片幫冒頂事故，從而提高了掘進(jìn)巷道的安全可靠性，確保了礦井的安全生產(chǎn)，為今后掘進(jìn)巷道過破碎煤巖體的支護(hù)提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。