采用注浆加固、管棚支护工艺过陷落柱

煤矿现代化　２００６年第５期　总第７４期　采用注浆加固、管棚文护工艺过陷落柱　晋城煤业集团长平公司　张文彬　长平矿井设计能力为２１０万　，该矿井于２００３年ｌ０月　１日投产，Ⅲ１　１０２巷是矿井一盘区的回风巷，兼作辅助运输　巷，该巷道设计长度１７００ｍ，巷道断面ｌ５ｍ：，该巷道掘进至距　｝芏装首　１．５Ｉ．卦　ｌ＃横川３８ｍ时遇到一陷落柱，陷落柱内部以泥岩、细砂岩碎　屑充填，充填物性质不均、大小不等，胶结性极差，含有大量的　水，最大涌水量达３０ｍ，，巷道最高冒落高度为１４ｍ，且矸石边　清边冒，无法正常掘进，通过多方进行调研和技术分析，决定　采用注浆加固、管棚支护工艺过陷落柱。　１注浆加固　由于陷落柱上部的矸石冒空太多，且涌水量较大，为此从　工作面正头向后退回ｌＯｒｅ施工一止浆墙，止浆墙与冒落矸石　采用装有矸石的编织袋进行充填，尽量使冒落区充填实。然后　在止浆墙上按一定形式布置钻孔，通过钻孔向陷落柱垮落区　注入水泥浆，浆液将碎矸石固结成一个整体，并在巷道轮廓线　外形成一个拱形顶棚。　１．１止浆墙的施工　导水管‘２・　檠　导水孔　ｆ　导水孔　可敝谨＿掖孔　止浆墙采用砖墙与Ｃ２５钢筋混凝土结合的止浆墙，即在　图１止浆墙技术特征图　陷落柱边界处向外退ｌＯｍ后，然后开厚１．５ｍ、向原巷壁周边　伸入０．５ｍ的注浆墙槽。止浆墙外面砌筑０　２５ｍ砖墙，中间充　填ｌｍ厚的钢筋混凝土，施工结束后养护７天后方可打钻注浆　施工，止浆墙技术特征如图１所示。　１．２注浆钻孔的布置　在工作面顶部采用二圈布孔，两帮及底部按单排设计，共　布置２５个孔，具体布置见图２，钻孔的参数见表１，每段开孔　用中１１０钻头钻进２ｍ，下入　１０８孔口管，并用双液浆固管。　然后用　７５钻头进行打孔，每２－５ｍ为一个小段注浆一次，等　初凝后扫开继续钻进下一段次，钻进采用清水钻进，如钻孔发　网的搭接长度沿倾斜为０—２００ｍｍ，沿走向双层网为网宽的二　分之一，单层网为２００ｍｍ，对头网为零。取对头网时坚持逐孔　宽１—１．５　ｍ的超前，架走向大板用竹笆、小棍背顶。　通过以上措施，端头支护状况大大改善，事故大大减少，　效果非常明显。　扎结，用穿丝联网时，穿点不准超过二个孔。回采时严禁支架　顶网和煤机打网。　５狠抓机电检修　机电设备管理是综采管理的一个重点，如果机电事故频　繁，生产的连续性就受到严重制约，也就无法实现高产高效。　而且采面在动压的作用下，顶板就会被压酥，造成片帮冒顶。　因此，除了加强日常的机电设备管理外，还把重点设备、重点　部位作为检修的重点，指定专人负责。同时把易损的备品备　件，经常备用在井下，做到防患于未然。实行包机到人，挂牌管　４加强上下出口的支护质量　上下出口是综采工作面的咽喉地带，由于暴露面积大，时　间长，支回频繁，若管理不善，不但影响生产，而且容易发生冒　顶。主要措施：　（１）选用经验丰富的工人专职负责，加强支护。　（２）靠采面第一组支架和最后一组支架在机头、机尾上　方各架设一对３．２　ｍ长花边工字钢托棚，一梁三柱，交替迈步　前移。　理。严格执行六小时检修制２４小时责任制，月底进行考核，万　吨事故率与工人的效益工资挂钩节奖超罚。这样充分调动了　（３）机头、机尾三角区每割一排要求上一块半拉瓜，保证　移架时顶板不离层下沉。　检修工的１二作积极性，增强了责任心，万吨机电事故率大大减　少，为保证设备正常运转，提高单产打下坚实的基础。　（４）在安装支架时充分考虑两巷压力状况，若两巷压力　大，棚子变形严重时就少安一组支架，使机头第一组支架和最　结论　通过合理选择设备，提高回采率，加强顶板管理和机电检　修工作，下分层回采的单产水平逐年提高，目前我矿下分层回　采单产最高水平已达１　１２５８３吨，在戊一２１　１７２工作面回采时　平均月产达９．３万Ｉ，有力地促进了矿井的高产高效建设。　作者简介　张健：１９６８年出生，１９９１年毕业于焦作矿业学院，现任平　煤一矿采煤副总工程师。　（收稿日期：２００６—３—２）　・后一组支架脱离巷道，避免因巷道下沉时将支架压死，造成拉　架困难影响生产。若两巷压力小，顶板比较完整时就多安一组　支架，一卜支架能够托住巷道棚梁，减少煤机开缺口的工作量，　缩短过机头、机尾的时间，减少老塘支护工作量。　（５）若两端压力大，机头、机尾和三角区顶板破碎，为防　止煤机割后来不及维护就发生冒顶。可采用人　提前做超前　的办法控制顶板，即沿巷道　帮从煤壁向外做２～４　ｍ长，倾向　９・　维普资讯 http://www.cqvip.com

煤矿现代化　２００６年第５期　总第７４期　Ｘ　一２一１．５　ｌ—Ｏ．５　Ｏ　Ｏ．５　ｌ　一１．５　２　—２一１．５　ｌ—Ｏ．５　Ｏ　一Ｏ．５　１　１．５　２　—２—２　２　２　一１．４　Ｏ　ｌ－４　Ｙ　２．８　２．８　２．８　２．８　２．８　２．８　２．８　２．８　２．８　２．５　２．５　２．５　２．５　２．５　２．５　２．５　２．５　２．５　１．８　０．８　１．８　０．８　Ｏ．２　Ｏ．２　Ｏ．２　２－３　Ｏ　２．３　９　３．７　０　３．７　６．９　９　９．６　９．６　９．６　９．６　９．６　　４．９　０　４．９　９．１　ｌ２　ｌ３．２　９．６　９　６．外插角（。）１３．２　１２　９．１３　２．２　２．２　７．３　ｌ１．２　ｌ３．６　ｌ４．５　ｌ－３．６　ｌ３．６　ｌ１．２　７－３　２．２　０　０　０　倾角（。）　２．２　８．３　ｌ３　ｌ６　ｌ７　ｌ６　ｌ３　８－一ｌ１．５一ｌ２．８一ｌ１．５　Ｙ　一　工蛙　８　・　）●‘－　Ｉ１●叩　Ｉ捧下　ｌ｛●、　’　‘　：　ｉ　●　１，．　Ｉ６●　ｌ７ｔ　ｌＨ　８　卜　ｔ９ｌ　２１尊一　——　８　ａ　￡壤　２０●　２　瞎　２肄・　——　吕　２Ｓ＃　图２注浆钻孔布置图　生塌孔卡钻等异常现象，应立即停止钻进，迅速提出钻杆、钻　具关闭孔１２１阀门准备注浆，钻孔的施工顺序为５置＿一　４－—咱置＿－　３　－－＊７　－－＊２　－－－＊８　ｌ　＿＋　ｌ　４Ｉ　ｌ３　ｌ５　ｌ２　ｌ６＃　ｌ１　ｌ７＂－－－＇１ＯＬ斗ｌ８Ｌ斗ｌ９荒—＋２ｌ　—＋２ＯＬ＋２２Ｌ斗２３　２４　２５　２注浆工艺　每孔采用２－５ｍ为一个小注浆段次，注浆采用先单液浆后　双液浆在浆前先要进行冲孔、洗孔，然后接管注浆，浆液浓度　可由稀向浓调节，一般浆液浓度控制在１：１，如果连续注１～２　小时不升压，可适当调高浓度，如单孔注浆段吸浆量过大时，　即用双液浆注浆，每段注浆后一般４～７小时后即可扫孔钻进　下一段，注浆过程中要及时观测和记录注浆压力、泵量变化情　图３管棚布置图　１１０２巷注浆加固、管棚支护工作从２００４年ｌ２月至２００５　况，发现跑浆，立即停泵，做好原始资料为最合分析注浆效果　提供可靠数据。　年２月底结束，已安全地通过冒落区，从现场收集的资料，注　浆加固、管棚支护效果良好，具体情况如下：　（１）注浆加固在巷道轮廓线外形成一个拱形顶棚，破碎　注浆终压：注浆终压值根据陷落柱岩石破碎程度及裂隙　情况，Ｐ终＝２～５ＭＰａ．　注浆终量：０．４Ｌ／ｍｉｎ单液浆，２０～３０１Ｊｍｉｎ双液浆　矸石中注入的水泥砂浆后，水泥砂浆呈树枝、网格状充填在煤　矸的裂缝中，非常完整坚硬。保证了顶板的完整性，不再出现　顶帮垮落现象。　（２）在掘进过程中巷道中的水明显减小只是局部地段有　小的淋水。　当每个孔段达到终压量值稳定３Ｏ分钟，即可结束此段注　浆。　注浆材料：Ｐ０４２．５ＭＰａ普通硅酸盐水泥；水玻璃：模数　２．４～３．０，浓度为３６～４Ｏ波美度。缓凝剂磷酸二钠加量２％。　一（３）管棚在支护中起到关键的补强作用，管棚将注浆水　泥和原垮落矸石贯穿成一体，在巷道顶部形成完整的假顶，进　步加强了顶板的稳定性。　（４）注浆速度较慢。　３管棚的设置　在止浆墙上已施工好的２圈注浆钻孔中进行扫孔，插入　无缝钢管，形成纵向拱形支护棚，把浆液与矸石形成的凝结进　一结论　通过本次的试验为长平矿井过陷落柱提供了一种方法，　特别是对顶板破碎、淋水量大的陷落柱的效果更明显。　作者简介　步贯穿一体，起到加固支护作业。与钻孔注浆交替作业，当　注浆孔饱和４～７ｈ之后，用　６３．５ｍｍ无缝管，管棚长２ｍ，管棚　管两端用螺绞连接，管棚管下到孔底后再进行注浆，将管棚与　钻孔间隙用水泥浆注实，并将管棚管内注实，并封孔。管棚布　置图如图３所示。　张文彬，１９７６年出生，２０００年毕业于阳泉煤炭专科学校采　矿工程专业，现在晋城煤业集团长平公司从事采掘技术管理。　（收稿日期：２００６—３—７）　４注浆加固、管棚支护效果　・１Ｏ・