B080407羅休克、馬麗散充填加固技術(shù)處理巷道高冒的實踐

1、羅休克、馬麗散充填加固技術(shù)處理巷道高冒的實踐黃茂鴻1卞正榮21-徐州礦務(wù)集團(tuán)有限公司，江旅外I2210062-徐州礦務(wù)集團(tuán)權(quán)臺煤礦，江旅州221063摘要權(quán)臺煤礦在95147材料道施工時，發(fā)生高冒事故，采用架棚、穿鋼管、打木垛處理后，仍然發(fā)生大范圍頂板冒落。采用注射羅休克泡沫充填高冒空胴、注射馬麗散N粘結(jié)碎煤肝以加固圍巖后，巷道周邊圍巖的穩(wěn)定性得到提高，安全性得到加強(qiáng)，掘進(jìn)施工得以順利進(jìn)行。關(guān)鍵詞羅克休泡沫馬麗散N冒頂充填加固1工程概況權(quán)臺煤礦北翼采區(qū)為深部開采，95147工作面材料道位于-1050-1089m水平。巷道施工中，揭露一條落差1.2m、傾角60。的正斷層，巷道圍巖肝石極其破碎，其

2、巖性為炭質(zhì)泥巖。巷道掘出后，即發(fā)生嚴(yán)重冒頂事故，為此采取架拱形棚、穿鋼管、打木垛等支護(hù)，支護(hù)后，再次發(fā)生冒頂，頂部碎巖呈扇形塌落并向前抽空，隨動隨漏，難以控制，因而被迫停止施工。經(jīng)過多種方案比較，確定采取保留頂部碎肝，用羅休克泡沫對冒頂區(qū)進(jìn)行充填，用馬麗散加固周邊圍巖及碎肝，待巷道頂部和幫部碎巖膠固、圍巖穩(wěn)定后再向前施工的方案。2羅休克泡沫和馬麗散的性能特征2.1 羅克休泡沫性能羅克休泡沫由樹脂和強(qiáng)催化劑兩種成分組成，具有高膨脹性，膨脹后體積為原體積的2530倍，泡沫反應(yīng)迅速，常溫下2030s可反應(yīng)完畢，20min硬化后抗壓強(qiáng)度0.2MPa左右，能臨時阻止巷道周邊圍巖的運(yùn)動。其產(chǎn)品性能見表1、

3、表2。表1羅克休基本成分技術(shù)數(shù)據(jù)基本成分樹脂催化劑20°C時的密度（g/m3）1.21.3混合率（體積比）41混合比例（體積比）11表2羅克休聚合成分參數(shù)聚合成分12適用溫度（。C）1525反應(yīng)時間（min）52膨脹率（倍）2030203010%變形壓力（MPa）0.10.20.10.2發(fā)火等級無火焰蔓延無火焰蔓延2.2 馬麗散的性能馬麗散N由樹脂、催化劑組成的按一定比例配合的聚氨酯產(chǎn)品，兩種合成材料均為液體，反應(yīng)后具有較高的強(qiáng)度和很強(qiáng)的粘合力。產(chǎn)品注射進(jìn)煤巖體以后，低粘度混合物保持液體狀態(tài)幾秒鐘，能滲透進(jìn)入細(xì)小的裂縫膨脹，使松散破碎煤巖體粘結(jié)成一體，提高圍巖支撐力。其產(chǎn)品性能見表3

4、、表4。表3馬麗散N基本成分技術(shù)參數(shù)基本成力、樹脂惟化劑25。C時的密度（g/m）1.041.2325°C時的粘度（mps.s）200210混合比例（體積比）11表4馬麗散N聚合產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)聚合成分12適用溫度（。C）1525粘度（mps.s）450250開始反應(yīng)（min）1：150:45反應(yīng)時間（min）2：101：25膨脹比（倍）1212抗壓強(qiáng)度（MPa）>60>60粘合力（MPa）>5>52.3 注漿設(shè)備采用ZBQS-8.4/12.5型氣動注漿泵，它具有體積小，移動方便的優(yōu)點(diǎn)，可實現(xiàn)注漿量、注漿配比和注漿壓力的調(diào)節(jié)。3冒區(qū)充填加固方案3.1施工方案先用羅

5、休克泡沫對冒頂區(qū)上部已經(jīng)形成的空洞進(jìn)行充填，并對冒頂區(qū)頂上部圍巖進(jìn)行臨時控制，避免出現(xiàn)再次垮落。加固循環(huán)長度視超前施工鋼管難易程度而定，一般在3.55m左右，管與管的間距0.5m,從中間依次向兩邊排列，鋼管角度仰角1020。左右。前端做成尖體。管體上打好花孔便于注漿。鋼管末端采用焊接與注漿管路連接的裝置。頂板加固后，用馬麗散對巷道周邊碎肝和破碎圍巖進(jìn)行注漿加固，超前注射23.5m,待巷道頂部和幫部碎巖膠固，巷道穩(wěn)定后，再向前掘進(jìn)施工。根據(jù)注漿范圍及圍巖的狀況，具備掘進(jìn)和支護(hù)條件時立即掘進(jìn)和支護(hù)，若頂板和圍巖仍然破碎，則需進(jìn)行二次充填和加固，待巷道穩(wěn)定后，再進(jìn)行掘進(jìn)和支護(hù)，直至通過冒頂區(qū)。3.2

6、施工步驟注漿加固施工步驟如下：根據(jù)現(xiàn)場情況合理設(shè)計注漿鉆孔位置；鉆注漿孔，孔直徑為42mm,深度、方位角按現(xiàn)場情況而定；組裝注漿設(shè)備并固定注射槍；開泵注漿，進(jìn)行注漿作業(yè)。將兩根吸料管分別插入馬麗散樹脂和催化劑桶中，活塞在氣馬達(dá)作用下運(yùn)動，由于壓力的作用使原料經(jīng)過活塞進(jìn)入輸料管，再輸送到注射槍內(nèi)，通過注射槍注入巖體，原料滲入裂縫，進(jìn)而快速反應(yīng)達(dá)到加固的目的；停止注漿，用樹脂沖洗管路和混合槍；換孔注漿，再重復(fù)25步驟；注漿完畢后，用清水和機(jī)油清洗注漿泵和管理。頂部冒頂區(qū)域填充羅克休如圖1所示，注漿線路如圖2所示。圖1頂部冒頂區(qū)域充填羅克休示意圖1-充填密閉空間；2-快速接頭；3-注射槍；4-膠管；

7、5-注漿泵；6-樹脂罐；7-催化劑罐圖2注漿線路示意圖4效益分析采用羅克休泡沫和馬麗散充填加固高冒區(qū)巷道具有突出的綜合效益。(1)提高了圍巖的穩(wěn)定性羅克休泡沫和馬麗散含樹脂和催化劑兩種組分，注入煤巖層幾秒鐘后，化學(xué)反應(yīng)生成的聚酯類產(chǎn)物膨脹，對圍巖松動圈裂隙進(jìn)行充填，對破碎松散的肝石進(jìn)行粘結(jié)，使圍巖形成整體結(jié)構(gòu)，提高了圍巖的穩(wěn)定性和抗壓承載能力。施工兩個月后觀察，沒有明顯的變形破碎。(2)保證了施工人員的安全冒頂區(qū)頂板及圍巖較破碎，冒落處頂板不穩(wěn)定，憑經(jīng)驗靠人工監(jiān)護(hù)頂板，安全威脅較大。而注射羅休克泡沫、馬麗散后，頂板碎巖膠結(jié)較好，施工人員無需站在冒頂區(qū)施工，從而保證了施工期間工作人員的安全。注射

8、羅克休泡沫、馬麗散后，破碎狀態(tài)得到改善，未發(fā)生冒頂現(xiàn)象。(3)降低了勞動強(qiáng)度常規(guī)處理冒頂?shù)姆绞綖榧芘?、穿梁、打木垛法和錨桿、錨索支護(hù)法，這些方法工作量大、施工環(huán)境差。采用注射羅克休和馬麗散加固，施工時操作方便、勞動強(qiáng)度低。(4)加快了施工速度羅克休、馬麗散反應(yīng)迅速、硬化時間短，保證了充填加固工作的快速性，可用于隱患“急救”處理，不影響其它施工任務(wù)。(5)主要缺點(diǎn)采用羅克休、馬麗散施工，生產(chǎn)成本增加；羅克休、馬麗散的原材料樹脂和催化劑是一種對皮膚有一定腐蝕性的化學(xué)物質(zhì)，施工人員操作時需戴防護(hù)用品，并小心操作。5結(jié)論實踐證明，采用羅克休泡沫、馬麗散注射施工，能及時充填和加固高冒區(qū)，注射的漿液在裂隙中膨脹、滲透，膠結(jié)了破碎肝石，強(qiáng)化了巷道圍巖，提高冒頂區(qū)