“三軟”煤層壁后注漿技術淺談

邊偉東

(安陽大眾煤業有限責任公司 安全監察部，河南安陽455141)

1 礦井概況

安陽大眾煤業有限責任公司改制前為林州市大眾煤礦，屬地方國有煤礦，2004年底由原安陽礦務局進行資源整合，2007年5月加入永煤公司。大眾煤礦始建于1974年，1978年投產，設計生產能力為30萬噸/年，2009年核定生產能力為42萬噸/年。

礦井開采煤層為二疊紀山西組二1煤，煤層傾角5°～20°，煤層平均厚度3.6米，現有地質儲量11343.69萬噸，可采儲量3573.6萬噸，煤層賦存較穩定，直接頂為二類頂板，老頂周期來壓不明顯，地質構造簡單。

礦井采用立井多水平開拓方式，現生產水平為-250水平，采煤方法為走向長壁傾斜分層采煤法。礦井通風方式為兩翼對角式，通風方法為抽出式，屬煤與瓦斯突出礦井，但近18年來沒有發生過突出。礦井煤層不易自燃，煤塵無爆炸性。礦井水文地質條件簡單，正常涌水量240m3/h，最大涌水量350m3/h。

2 使用閉后注漿背景

12采區軌道下山原采用了U36型鋼加噴射混凝土聯合支護，巷道內布置有電纜、風水管路等，該巷道是安陽大眾煤業有限責任公司主要運輸斜巷。由于受到采動影響，每3個月就要對巷道擴修一次。對軌道斜巷進行擴修，不但需要投入大量的人力、物力，而且還影響該采區的物料運輸。同時，斜巷擴修難度較大，給安全生產帶來威脅。為進一步加強巷道支護強度，決定采用注水泥漿充填巷道壁后空隙，使頂板巖層膠結固定。注漿工作自上向下進行，總工程量約為280m。

3 施工注漿孔位置設計及施工方法

12采區軌道下山自上向下施工，每組施工5個注漿孔，分別為1#、2#、3#、4#、5# 孔。 1# 孔距底板 1.2m-1.5m、垂直巷道左幫，2# 孔施工在巷道左肩窩、垂直肩窩壁，3#孔施工在正頂（巷道中心），4#孔施工在巷道右肩窩、垂直肩窩壁，5#孔距底板1.2m-1.5m、垂直巷道右幫，排距2m-4m施工注漿鉆孔由巷修隊負責使用錨桿機、鑿巖機配合Φ28mm鉆頭進行打眼，孔深1.8m，插入6分的注漿插管，其長度為0.8m（安設2#、3#、4#孔注漿插管和固定注漿管注漿時，施工人員使用符合安全要求的工作臺進行操作，并有至少一人進行工作，確保安全）然后利用水泥進行注漿充填。

4 注漿順序

先施工1#、5#鉆孔、再施工2#、4#鉆孔，最后施工3#鉆孔。

5 注漿設備及材料

注漿設備使用ZBQ-20/6型注漿泵，外形尺寸：600×200mm×300mm（要求提前對注漿泵進行調試，試運轉正常后方可使用）；材料為P.O.42.5普通硅酸鹽水泥，水；水泥質量比為1；1根據現場情況適當調整比例，兩種材料經混合后進入受注漿區域凝固。

6 注漿工藝

注漿工序主要有：注漿前的運料、拌料、封閉鉆孔外壁及注漿系統檢查；注漿過程中的操作注漿泵、漿體配制、堵漏；注漿結束后的管路與混合器清洗、泵站移動、注漿材料設備零件清點與交接等。注漿系統包括注漿泵，混合器、連接管路與閥門接頭等。其中注漿管內漿體凝結快，長度以5m為宜，便于端頭操作即可。注漿主要工序具體細節如下：

6.1 封閉鉆孔外壁

封閉鉆孔外壁是一關鍵環節，在注漿管上纏破布用道釘楔緊的封孔方法，封孔深度約100-200mm，此閥封孔速度最快，效果好。

6.2 拌料注漿

嚴格按水灰比加水加料，攪拌要均勻。水灰比的控制可按照拌料時采用的長方形灰箱的體積進行控制（水灰比為1：1）接好注漿管路，用清水試注，將試注清水打入水箱。確認管路暢通后，將吸漿管插入料桶中，將高壓管出漿管通過快速接頭與注漿外端的三通相接，并開啟放漿閥，關閉進漿閥。

6.3 監測檢查

開啟注漿泵后，觀察孔口放漿閥噴出的混合漿體，當噴出充分混合漿體后，迅速開啟進漿閥，隨后立即關閉放漿閥，進入正式注漿階段。在注漿過程中，觀察注漿量、注漿壓力變化及漿液滲透情況。在拌料桶內壁坐標記，準備記錄單孔或多孔注漿量；密切觀察并記錄巷道注漿孔在注漿過程中壓力變化情況，注漿終壓力2MPa，并記錄各注漿孔注漿始終時間。

6.4 結束注漿

達到要求后，先停泵，關閉孔口進漿閥，迅速開啟放漿閥，同時將兩個吸漿管放入桶中，開泵時進行必要的泵體、管路清洗（認真清洗注漿管與混合器）注漿工作完成后，對注漿系統進行全面清洗，以便下次使用。

6.5 注漿主要參數確定

注漿壓力：一般情況下壓力為2MPa。

7 安全技術措施

1）每班施工前，由當班班組長檢查施工地點附近瓦斯，并懸掛便攜儀式瓦斯檢測儀；當瓦斯濃度超過0.7%時，必須立即停止施工，待處理后再施工。

2）參加注漿人員及相關人員必須認真學習本安全技術措施，保質保量完成本次注漿任務。

3）施工過程中，要有專人負責觀察幫部及頂板情況，如有異常情況要立即停止施工。

4）打注漿孔時，嚴格按照鑿巖機操作規程進行操作。

5）注漿管安裝必須牢固，開泵時注漿管前方嚴禁站人，人員不得站在開裂漿皮的巷道下，以防開裂漿皮脫落造成傷人。

6）注漿泵要有專職泵工操作維護，注漿前必須試運轉，嚴格遵守操作規程，正式注漿時，要及時提醒其他人員。

7）注漿記錄要及時、準確、清晰，停止注漿或注漿結束后要及時清洗泵及注漿管路。

8）注漿完畢后一定要關閉進漿閥閥門。

9）注漿過程中每班派專人“敲幫問頂”，發現巷道內有開裂漿皮，必須先處理后施工，防止開裂漿皮落下傷人。

10）施工期間，每班制定專人觀察水量變化情況，如有異常情況及時向值班隊長報告并做好撤人準備工作。

8 閉后注漿效果

經過對“三軟”煤層閉后注漿，該巷道8個月來沒有發現明顯變化。