常村煤礦 S2-1舊軌巷刀把子巷化學(xué)注漿加固技術(shù)研究

佐江宏,李文洲

(1.山西長治潞安環(huán)能股份有限公司常村煤礦,山西長治 046000;2.天地科技股份有限公司開采設(shè)計(jì)事業(yè)部,北京 100013)

常村煤礦 S2-1舊軌巷刀把子巷化學(xué)注漿加固技術(shù)研究

佐江宏1,李文洲2

(1.山西長治潞安環(huán)能股份有限公司常村煤礦,山西長治 046000;2.天地科技股份有限公司開采設(shè)計(jì)事業(yè)部,北京 100013)

針對(duì)常村煤礦 S2-1舊軌巷刀把子巷道掘進(jìn)頭冒頂及片幫的現(xiàn)象,通過采用化學(xué)注漿材料“固瑞特 GRT201”對(duì)迎頭煤墻及頂煤進(jìn)行加固,提高了煤墻頂板和煤壁的完整性,增強(qiáng)了煤體的強(qiáng)度,提高了頂板的承載能力,防止了掘進(jìn)過程中片幫冒頂事故的發(fā)生。

舊軌順巷;化學(xué)注漿;片幫冒頂;固瑞特 201

Technology of Reinforcing S2-1 Hilt-shape O ld Ra il-roadway in Changcun Colliery

1 工程概況

S2-1舊軌巷是潞安礦業(yè)集團(tuán)常村煤礦因生產(chǎn)需要,重新復(fù)用的一條巷道。因地質(zhì)條件原因,需掘進(jìn)刀把子巷道。舊軌巷經(jīng)多次動(dòng)壓影響,且刀把子巷道掘進(jìn)處,裂隙已非常發(fā)育。開口段斷面4.8m×3.3m,拐彎后及正巷斷面 4.06m×3m。煤層為 3號(hào)煤,厚度 5.94～6.02m,平均 5.98m,中間有夾矸;直接頂為粉砂巖,平均厚度為 2.65m;基本頂為中粒砂巖或細(xì)砂巖,鈣質(zhì)膠結(jié),平均厚度為 3.28m;老底為泥巖,與上覆層為突變接觸,呈細(xì)條帶狀,平均厚度為 2.59m。

刀把子巷東側(cè)為 S2-1舊軌巷,二者之間的煤柱僅為 10m,且在 S2-1舊軌巷的東側(cè)發(fā)育一落差為 14m的逆斷層,該巷道位于逆斷層的下盤。在掘進(jìn)過程中,受該斷層的影響,可能造成頂板、兩幫破碎。

施工前期對(duì)該施工段進(jìn)行了窺視,巷道破壞情況如圖 1所示。

2 注漿方案

根據(jù)窺視結(jié)果及巷道變形破壞情況,確定注漿加固方案分為超前加固和巷道加固。

2.1 超前加固方案

在掘進(jìn)工作面迎頭平行于巷道走向布置 1排 3個(gè)注漿深孔,深度 10m,如圖 2所示。使用封孔器封孔,封孔器位于 1～1.5m,在掘進(jìn)至鉆孔深度為8～9m處時(shí)停止掘進(jìn),進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)的注漿。

圖1 巷道破壞情況

2.2 巷道加固方案

兩幫鉆孔深度 5m,角度朝上傾斜 10～15°,鉆孔位置位于兩幫中間位置。頂板鉆孔采用五花孔布置,鉆孔深度 5m,鉆孔距離兩幫 800mm,中間鉆孔位于頂板中間,鉆孔打設(shè)時(shí),中間鉆孔垂直頂板打設(shè),其余孔向兩幫傾斜,傾斜角度 10～15°。五花孔的中間孔和幫孔位于同一斷面,鉆孔排距2000mm,注漿孔布置如圖 3。

施工過程中采用 φ45 mm鉆頭打孔,注漿材料采用天地科技股份有限公司生產(chǎn)的加固專用化學(xué)材料“固瑞特 GRT201”,采用分序間隔注漿,以保證注漿效果和漿液的滲透性,封孔深度 1000mm。

圖2 超前加固鉆孔布置

3 注漿效果及評(píng)價(jià)

為及時(shí)對(duì)注漿效果進(jìn)行檢驗(yàn)及改進(jìn)注漿方案,分別在注漿前窺視孔位置處安設(shè)巷道表面位移測站進(jìn)行表面位移觀測,并進(jìn)行注漿后窺視,以便對(duì)注漿結(jié)果進(jìn)行分析。掘進(jìn)期間巷道變形如圖 4,鉆孔窺視結(jié)果如圖 5。

圖4 巷道斷面變形

從監(jiān)測結(jié)果及注漿后的窺視結(jié)果可以看出：巷道掘進(jìn)前巷道裂隙發(fā)育、比較破碎,且巷道受斷層影響,巷道部分位置破碎,對(duì)掘進(jìn)造成了影響,經(jīng)過掘進(jìn)頭及巷道注漿后,巷道掘進(jìn)正常,巷道變形逐漸減小,巷道斷面逐漸穩(wěn)定。

4 結(jié)論

從注漿前后的窺視結(jié)果中可以看出：巷道在注漿前,巷道破壞嚴(yán)重,掘進(jìn)工作面片幫,通過對(duì)巷道兩幫及掘進(jìn)頭注漿,巷道變形逐漸減小并趨于穩(wěn)定。巷道寬度由原來的 3.95m逐漸減小到 3.7m后,趨于穩(wěn)定;巷道高度由原來的 2.9m減小為2.62m后,趨于穩(wěn)定。保證了生產(chǎn)的順利進(jìn)行,并為相同條件下的巷道施工提供了條件。

圖3 S2-1舊軌順刀把子巷道注漿加固孔布置

圖5 注漿結(jié)果

[1]錢鳴高,石平五 .礦山壓力與巖層控制 [M].北京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2003.

[2]何長海.聚氨酯加固極破碎煤體頂板技術(shù) [J].礦山壓力與頂板管理,2002(2).

[3]劉長友.采場破碎頂板的注漿控制 [J].礦山壓力與頂板管理,1997(2).

[4]楊積海.樹脂加固破碎巷道頂板在謝橋礦的應(yīng)用 [J].煤炭科學(xué)技術(shù),2003(10).

[5]張林紅.破碎巷道頂板注漿加固技術(shù)研究與應(yīng)用 [J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2003(6).

[責(zé)任編輯：王興庫 ]

TD353.8

B

1006-6225(2011)01-0055-02

2010-09-14

佐江宏 (1970-),男,山西壺關(guān)人,工程師,從事煤礦生產(chǎn)技術(shù)管理工作。