新型高分子注漿材料的實(shí)施及設(shè)備的改造

汪曉秋

（鶴崗市南山礦，黑龍江 鶴崗 154104）

新型高分子注漿材料的實(shí)施及設(shè)備的改造

汪曉秋

（鶴崗市南山礦，黑龍江 鶴崗 154104）

運(yùn)用新型高分子注漿對(duì)破碎頂板進(jìn)行超前加固時(shí)，要針對(duì)井下特殊環(huán)境，改造原設(shè)備以適應(yīng)新型高分子注漿設(shè)備，有效地控制破碎頂板的抽冒，為架設(shè)永久支護(hù)提供安全的作業(yè)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了施工工藝簡(jiǎn)單和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益良好的目標(biāo)。

新型高分子聚合材料；超前加固；封孔器；多功能注漿泵

1 概述

南山礦是生產(chǎn)能力300萬(wàn)t/a的礦井，采用立井集中石門、分區(qū)石門、上下山開拓方式，主采18層和15層煤，煤層賦存穩(wěn)定，18層平均煤厚15m，15層煤厚12 m，煤層節(jié)理裂隙發(fā)育，工作面回采使用綜合機(jī)械化工藝，采準(zhǔn)巷道，掘進(jìn)采用機(jī)掘或炮掘方式，支護(hù)形式為大斷面錨網(wǎng)支護(hù)或頂板破碎時(shí)架棚支護(hù)。

2 問題的提出

掘進(jìn)一區(qū)施工的盆底區(qū)15層南翼一分段綜放面底板層回風(fēng)道，因?yàn)榇嗣骓敯逡鸦夭桑弲^(qū)西二區(qū)15層五分段已全部回采，受采動(dòng)影響，在施工中多次出現(xiàn)抽冒頂（4～5 m）迎頭滯后多處出現(xiàn)CO點(diǎn)，掘進(jìn)十分困難，作業(yè)人員安全受到嚴(yán)重危脅，直接影響正常進(jìn)尺和安全。針對(duì)這一情況，提出了注高分子聚合物瑞米加固Ι號(hào)，但受井下制約，其設(shè)備不能正常使用；為此，結(jié)合井下實(shí)際情況對(duì)封孔器、多功能注漿泵進(jìn)行改造，取得了顯著的效果。

3 注瑞米加固Ι號(hào)的加固機(jī)理

瑞米加固Ι號(hào)屬于新型高分子注漿材料，它是由兩種成份組成的聚亞膠產(chǎn)品，具有高度的粘合力和很好的機(jī)械性能；將其注入煤層時(shí)，這種低粘度混合物液體可在幾秒鐘內(nèi)滲透到煤層細(xì)小裂縫后，開始發(fā)生膨脹和粘結(jié)，有效地加固圍巖松動(dòng)圈，提高了圍巖的整體承載力，有利于控制巷道頂板的抽冒。

4 注瑞米加固Ι號(hào)的施工工藝

注瑞米加固Ι號(hào)的施工工藝：打眼→埋設(shè)注漿管→安裝封口器→用高分子壓膠管連接注射槍和注漿泵→將兩根吸管分別插入裝有樹脂和催化劑的桶內(nèi)→開泵注漿→沖洗機(jī)具→停泵→拆卸注射槍。

5 所用設(shè)備的改造

5.1 封孔器的改造

掘進(jìn)一區(qū)在施工的（盆底區(qū)15層南翼一分段）綜放面底板層回風(fēng)道，由于圍巖淺層破碎，使用原封孔器無法封孔，加固工作無法實(shí)施；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況反復(fù)研究，自制了新的淺孔封孔器，一次性試驗(yàn)成功，使得無法實(shí)施的淺層煤體加固工作得以完成，加固效果良好。其原理是：采用φ3“（三英寸）鐵管長(zhǎng)650 mm，在端頭150 mm處，加一抗壓強(qiáng)度大于10 MPa的鋼板（長(zhǎng)200 mm×寬200 mm×厚8 mm）在鐵管尾端加一能調(diào)節(jié)的頂絲，通過頂絲的調(diào)節(jié)將自制封孔器固定。注料前，將端頭150mm用布纏好后頂入注膠孔，注膠給壓后由擋板將150 mm端頭及布擋住，這樣，注入的膠液將150mm的端頭及布凝結(jié)，膠液就不能流出，起到了淺孔封孔的作用，堵水工作得以完成，取得良好效果。淺孔封孔器的結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 淺孔封孔器結(jié)構(gòu)圖

5.2 多功能注膠泵的改造

我們井下使用的多功能注膠泵，其缸體內(nèi)的活塞密封圈是易損件，施工中經(jīng)常要更換密封圈，每次換完密封圈后，只能在缸體外緊固圓形球托，緊固后漲出的密封圈在安裝時(shí)極易卡壞，施工時(shí)會(huì)出現(xiàn)漏料進(jìn)料不均現(xiàn)象。針對(duì)這一情況，反復(fù)研究，對(duì)其圓形球托進(jìn)行改進(jìn)，我們采用了六棱形球托，就可將更換后的密封圈放入缸體內(nèi)，而六棱形球托在缸體內(nèi)就可以緊固了；緊固時(shí)漲出的密封圈在缸體內(nèi)就不會(huì)損壞，延長(zhǎng)了密封圈的使用壽命，控制了（因密封圈損壞造成）膠料漏料的浪費(fèi)和進(jìn)出料不均勻得問題。

6 技術(shù)改造的效益

通過對(duì)封孔器和多功能注漿泵的改造，我們采用瑞米Ι號(hào)加固頂板，完全代替了打木穿楔、打錨桿穿楔、注水泥漿等加固頂板，未用瑞米加固前，因抽冒嚴(yán)重、無法實(shí)現(xiàn)正常循環(huán)進(jìn)尺，進(jìn)尺為0.5 m左右，每循環(huán)前要先打錨桿穿楔，并打木穿楔護(hù)頂，制約了正常進(jìn)尺，但抽冒并沒有得到有效控制；注馬麗散1.5 h后，就可正常掘進(jìn)，進(jìn)尺為1.0 m，不需采取其它措施。注瑞米加固Ι號(hào)前，每天進(jìn)尺為3 m，注瑞米加固Ι號(hào)后每天進(jìn)尺可保6 m，在頂板破碎的情況下，實(shí)現(xiàn)了快速掘進(jìn)。

瑞米加固Ι號(hào)是新型的化學(xué)加固材料，其內(nèi)有樹脂和催化劑成份，注入煤層幾秒種后，化學(xué)反應(yīng)生成的聚亞膠脂產(chǎn)品開始膨脹，對(duì)圍巖松動(dòng)圈裂隙進(jìn)行充填，對(duì)破碎松動(dòng)的煤體進(jìn)行粘結(jié)，使之成為整體，改善了破碎圍巖狀態(tài)，提高了圍巖的穩(wěn)定性和抗壓能力；抽頂4m高的施工現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)注瑞米加固Ι號(hào)，頂板狀態(tài)良好，正常打眼放炮，未發(fā)生冒頂現(xiàn)象，加大了作業(yè)人員未進(jìn)入支護(hù)前架棚出貨時(shí)的安全系數(shù)，杜絕了頂板的抽冒而出現(xiàn)的CO點(diǎn)，因而，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都是十分顯著的。

7 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，采用瑞米加固Ι號(hào)注漿加固破碎頂板技術(shù)，能及時(shí)地改變圍巖的松散結(jié)構(gòu)，提高了煤體的整體強(qiáng)度，提高了施工的安全可靠性，從而提高了掘送速度，保證了工作而的正常接續(xù)，它是多年來困擾煤礦因煤層破碎巷道出現(xiàn)抽、冒的一劑良藥，在煤炭生產(chǎn)的其它環(huán)節(jié)（例如：采煤工作面片幫，冒頂兩端頭維護(hù)）都可采用該技術(shù)進(jìn)行治理。因此，我們通過對(duì)相應(yīng)設(shè)備的改造，使在井下特殊條件下無法實(shí)施的新型高分子注漿材料得到廣泛推廣，保證了巷道掘進(jìn)的安全性，為礦井的進(jìn)一步發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

Abstract:When broken roofs were pre-reinforced with new polymer grouting materials,given the special environment in the mine,we reformed the original equipments to suit the new materials.The study shows that the local caving of broken roofs was effectively controlled and the safety of working environment for building permanent support was ensured.And simple construction technique and technical-economical benefits are realized.

Keywords:new type;polymerization;pre-reinforce;bore-enveloping;multi-functional injecting pump

編輯：劉新光

Implementation and Equipment Reformation of New Polymer Grouting Materials

WANG Xiao-qiu
（Nanshan Mine in Hegang City,Hegang Heilongjiang 154104,China）

TD265.4

A

1672-5050（2010）04-0072-02

2009-11-18

汪曉秋（1963—），女，黑龍江鶴崗人，大專，工程師，從事煤炭采掘技術(shù)工作。