煤礦施工工藝研究

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南屯煤礦位于山東省鄒城市內，為解決礦井煤壁風化及金屬網氧化銹蝕等問題，研發了一種礦井封閉用新型噴堵材料和施工工藝，并在礦井73上23上順槽進行了試驗及應用，取得了較好的效果。

1概況

73上23上順槽布置于七采區北部，南鄰73上21工作面采空區，北部為實體煤，平均煤厚5.38m；煤層賦存穩定，結構簡單，施工長度1137m，采用錨網＋鋼梯＋錨索支護，主要擔負運輸、通風及行人等服務，是七采區的重要巷道。

2試驗方案

2.1噴堵試驗方案

由南屯煤礦掘進二區組織實施，采用新型噴堵材料和施工工藝進行噴堵試驗，實現堵漏風、封閉金屬網和防風化等目的。采用在原有巷道支護結構之上，對巷道煤壁進行覆蓋的方式。其噴漿順序是先從一個方向噴一遍，接著再從另一方向復噴一遍，把煤壁裂隙和金屬網四周噴均勻；噴漿時堅持先頂后幫，從上向下的順序進行。

2.2噴堵試驗配方及配比

73上23上順槽500m的巷道需要進行噴堵，最初選取其中100m巷道，分別按不同的配比進行分段噴堵試驗，剩余400m按試驗確定出的最佳方案進行實施。第1段30m巷道。首噴時，水泥:環保型界面處理劑:快速噴漿復合料=90:6:10，水膠比0.45；復噴時，水泥:環保型界面處理劑:快速噴漿復合料=90:3:10，水膠比0.45。第2段20m巷道。首噴時，水泥:環保型界面處理劑:快速噴漿復合料=85:6:15，水膠比0.40。復噴時，水泥:環保型界面處理劑:快速噴漿復合料=90:6:10，水膠比0.40。第3段20m巷道。首噴時，水泥:環保型界面處理劑:快速噴漿復合料=90:6:10，水膠比0.50。復噴時，水泥:環保型界面處理劑:快速噴漿復合料=90:3:10，水膠比0.50。第4段30m巷道。首噴時，水泥:環保型界面處理劑:快速噴漿復合料=85:3:15，水膠比0.45。復噴時，水泥:環保型界面處理劑:快速噴漿復合料=85:6:15，水膠比0.45。噴層厚度1~2段采用2~5mm，3~4段采用

3噴堵試驗結果分析

（1）第一段試驗中主要是試驗以下幾個方面的問題：①在水膠比、快速噴漿復合料一定的情況下，試驗噴漿界面處理劑加入設計配方的上、下限量時，漿液的流動性、設備的出漿壓力、輸送距離、噴射高度、噴槍射出漿液的形狀等，比較兩者的差別；②試驗水膠比的大小是否符合稠度要求，不同聚合物摻量對漿液粘度的差別；③快速噴漿復合料摻量是否合適；④噴漿參數的確定。從試驗情況看，第一段采用的1、2配方，流動性1較2稍大一點，不是特明顯；出漿壓力、噴射高度、輸送距離、出漿量都在設備技術參數范圍內，設備能滿足使用要求；水膠比合適，復合料摻加量基本合理；聚合物在6%時較3%時粘度大一些，掛漿液的效果更好。從噴漿效果來看，能覆蓋金屬網和煤壁，但噴層硬度和強度較強，封閉效果好，密實性能有效的控制漏風，防止金屬網銹蝕。選取的噴漿參數較為合理。（2）第二段主要是試驗水膠比降低后，通過提高復合料的摻量，檢驗復合料對流動性的改進情況，漿液硬化體的強度變化，同時試驗設備各性能參數變化。采用3、4配方試驗比較發現，3配方較4配方流動性大，但噴漿厚度薄，噴層膠結性好，致密較硬，強度較高，光澤較暗，封閉效果好；4配方漿液流動性減小，設備出漿難度增大。（3）第三段主要是試驗水膠比增大后，復合料的摻量不變，改變聚合物摻加量，試驗流動性的變化及噴漿效果，觀察漿液硬化體的強度變化，同時試驗設備各性能參數變化。采用5、6配方，膠結性較好，致密較硬，光滑、光澤較亮，封閉效果好。6配方流動性更好，出漿速度較快，光澤亮度更好，設備使用效果更好。（4）第四段主要是試驗水膠比一定時，改變聚合物摻加量，試驗流動性的變化及噴漿效果，觀察漿液硬化體的強度變化，同時試驗設備各性能參數變化。采用7、8配方，8配方較7配方膠結性更好，致密較硬，強度高、光滑、光澤較亮，封閉效果好，回彈量小，凝固快。7配方流動性更好，黏度較小，出漿速度較快，設備使用8比7效果好。由于以上配方及試驗方案的選取都是在實驗室優化配比范圍內進行的，盡管試驗有一定的差別，但基本都能滿足要求。綜合考慮漿液流動性，噴漿設備的噴射效果、噴層封閉性、密實度及硬化體的強度，以及與煤壁、技術材料的粘結強度等，最合理的材料配比為水泥:噴漿環保型界面處理劑:快速噴漿復合料=100:5~6:10，水膠比0.45~0.5。

4試驗結果應用

按照試驗、分析確定的噴漿配比，進行了15個班次噴漿，完成巷道噴漿400m。檢測表明：實現封閉效果好，能覆蓋金屬網和煤壁，有效防止煤壁風化和金屬網銹蝕現象。

作者:尹清濤 嚴九林 唐向新 單位:兗州煤業股份有限公司南屯煤礦