風動注漿罐在近距離多煤層高瓦斯區域的實踐與應用

王龍龍,陳劉忍

（安徽淮北煤電集團 任樓煤礦,安徽 淮北 235000）

風動注漿罐在近距離多煤層高瓦斯區域的實踐與應用

王龍龍,陳劉忍

（安徽淮北煤電集團 任樓煤礦,安徽 淮北 235000）

該裝置由廢舊瓦斯抽放回水器改造而成，變廢為寶，結構簡單、便于拆卸，體積小、重量輕，對礦井修舊利廢起到了很好的示范帶頭作用。通過使用該裝置注漿，7255機巷掘進工期縮短約13個月，為任樓煤礦2017年底至2018年初生產接替緊張局面做出重要貢獻，節省材料、人工、電力成本共計210萬元。

風動注漿；孔內注漿；巷道頂底板

現狀分析：7255工作面概況，7255機巷設計長度1926m,該工作面作為我礦2017年重點接替工作面掘進進尺任務重。據48-496孔及7257工作面回采資料，本區72煤瓦斯含量5.19cm3/g；另據中五區劃巷效檢資料，該處最大的瓦斯含量5.60cm3/g。由于該面臨近F5斷層，構造較復雜，掘進過程中局部瓦斯涌出量較大，瓦斯治理工作是重中之重，一直是制約綜掘進尺的瓶頸，那么怎么才能克服這一難題，提高單產單進水平呢？

1 科技成果介紹

通過集思廣益、不斷根據現場調研論證總結出該巷道瓦斯治理工作主要存在以下問題：

（1）后路巷道成型段瓦斯涌出主要來源于沿空幫部及頂板錨索眼空隙，傳統噴漿、黃泥封堵效果不好。噴漿、黃泥封堵一段時間后由于漿皮、黃泥開裂，難以阻止瓦斯的涌出。（2）噴漿施工過程繁瑣，材料、人工成本投入較大，而且斜巷運輸過程存在一定的安全隱患。（3）噴漿、黃泥封堵只是在后路瓦斯已經涌出而采取的一種被動治理方式，治標不治本。

為了從源頭上防治瓦斯，我區自主研發“風動注漿罐”。

使用原理：

該裝置利用廢舊瓦斯抽放回水器改造而成，結構簡單便于拆卸。主要由進漿閥門（上方φ51球形截止閥）、進風通道（罐體中間φ19兩通）、出漿通道（罐體下方φ19兩通）3部分組成。

使用方法：

（1）把黃沙、水泥、水按照適當的比例攪拌均勻，打開注漿罐上方φ51球形截止閥把漿液倒入罐體內，然后關閉φ51球形截止閥。（2）分別在進風通道連接好風源、出漿通道連接好出漿管路及專用注漿管，專用注漿管由φ20×1000mm鍍鋅鋼管加工而成。（3）把專用注漿管插入幫部或頂板錨索眼空隙內（錨桿、錨索已錨固但是未安裝托盤），打開壓風，罐體內在漿液在壓風的作用下注入幫部或頂板錨索眼空隙內，漿液凝固之后即可起到封堵瓦斯涌出的作用。（4）根據井下現場實際情況統計，通過注漿對錨索眼空隙封堵深度在1.2 m-3.5m不等，注漿前錨索眼孔內瓦斯含量在30%～63%之間，注漿之后瓦斯含量降低至0.08%～0.1%之間，由此可見通過注漿對錨索眼空隙瓦斯封堵效果顯著。

2 第二代“風動注漿罐”

第二代瓦斯封堵注漿罐在第一代的基礎上進行了如下改進：

（1）壓力表位置由罐體中間改至進風口，這樣可以有效避免壓力表被罐體內漿液堵塞、損壞。（2）罐體下方3個支撐腿改為滑靴式，便于注漿罐整體在巷道底板移動。

備注：第二代注漿罐使用原理及使用方法與第一代相同。

取得效果：

（1）該裝置由廢舊瓦斯抽放回水器改造而成，結構簡單、便于拆卸，體積小、重量輕、高效實用；變廢為寶，對礦井修舊利廢起到了很好的示范帶頭作用。（2）操作簡單、高效實用。據統計每個錨索眼空隙注漿時間不到10s，即除去攪拌漿料每排注漿時間為10×10=100s;傳統噴漿方式每排噴漿加拌料時間至少20分鐘，相對噴漿過程每排可節省時間20分鐘。

3 大大節省材料、人工、電力成本投入

（1）每個錨索眼空隙注漿量。

V=[π(28÷2)2-π(17.8÷2)2]×3500=1283522mm3,每 排 注 漿 量 為6×1283522mm3=7701132mm3≈ 7.7×10-3m3

（2）傳統噴漿、注漿材料投入。據統計全斷面每噴漿1m需要2車混合料，即1車黃沙、1車細石子，每車重1.8噸；半車水泥重約0.75噸；速凝劑1.5袋，每袋重25Kg。折合計算每噴漿1m單價 1.8×56.9+1.8×75.6+0.75×264.2+1.5×25÷1000×680=462.15 元；7255機巷排距800mm,頂板及沿空下幫噴漿，折合計算每排噴漿單價0.684×0.8×462.15=252.88元；傳統每排注漿成本約為噴漿的1/3, 傳統每排噴漿、注漿材料共投入252.88×（1+1/3）=337.17元。

（3）通過對比相對噴漿過程，通過注漿進行封堵每排可節約成本約300元，7255機巷設計長度1926m，即同比節約材料投入1926÷0.8×300=722250元=72.2萬元。

（4）傳統噴漿過程至少需要3人，使用該注漿罐進行注漿只需在施工錨桿、錨索過程一并完成，即每班節約3人施工，每天節約9人施工，7255機巷設計長度1926m按6個月施工完畢折算，可節約1620人施工，一線每工每班人工成本約200元，即同比節約人工成本1620×200=324000元=32.4萬元。

（5）使用該注漿罐進行注漿采用壓風作為動力，無需電力消耗。相對噴漿過程每班節約電耗7.5kwh,每天節約22.5kwh, 7255機巷設計長度1926m按6個月施工完畢折算,可節約22.5×180=4050kwh，累計節約電力成本約4000元。

（6）即使用該注漿罐進行注漿相對傳統噴漿、注漿共計節約材料投入72.2+32.4+0.4=105萬元。

4 巷道掘進工期大大縮短

（1）7255機巷設計長度1926m，在采用該注漿罐進行注漿治理瓦斯之前圓班進尺4班（3.2m）,巷道掘進工期為1926÷3.2=601.8天≈20月。

（2）在采用該注漿罐進行注漿治理瓦斯之后圓班進尺9班（7.2m）,巷道掘進工期為1926÷7.2=267.5天≈8.9月。

（3）即7255機巷掘進工期縮短了約13個月，為緩解我礦2017年底至2018年初生產接替緊張局面做出重要的貢獻。

通過“風動注漿罐”注漿、通防瓦斯抽放、風筒專項整理，7255機巷瓦斯治理取得重大突破，開啟了近距離多煤層高瓦斯區域瓦斯治理的新模式，迅速解決了制約7255機巷進尺瓶頸，目前7255機巷進尺高效、平穩，為我礦生產接替提供了有利的保障。

[1]王國杰,王建偉,朱玉杰.煤體固化技術在特厚煤層掘進面的應用研究[J].中州煤炭,2009(02).

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.01.067