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      瑪麗散、羅克休在處理大采高綜采工作面特大冒頂事故中的實踐應(yīng)用

      2014-10-21 20:04:24魏曉凱
      建筑工程技術(shù)與設(shè)計 2014年35期
      關(guān)鍵詞:冒頂

      魏曉凱

      摘 要:陽煤一礦S8310大采高綜采工作面初采期間,由于工作面推進慢,煤層頂板結(jié)構(gòu)復雜,直接頂強度小,加之初次來壓礦壓顯現(xiàn)明顯,工作面推進至距切割巷33m時,工作面煤壁處頂板多處出現(xiàn)冒頂漏矸。經(jīng)研究商議,制定出暫停推進工作面,采用錨索鎖口加固,同時從工作面正幫向冒頂區(qū)注羅克休、瑪麗散,將其鑄成實體從而起到加固頂板的施工方法。最終有效的增加了頂板強度,控制住了頂板,確保初采期間工作面的正常推進,取得了較理想的初采質(zhì)量。

      關(guān)鍵詞:冒頂;瑪麗散;羅克休;聯(lián)合加固

      1 概況

      1.1 工作面概況

      1.1工作面參數(shù)

      S8310工作面走向長1084m,采長220m,煤厚6.41m,工作面地質(zhì)儲量210萬t,可采儲量182萬t。

      本工作面地面標高1156.5—1344.2m,工作面標高609.0—664.5m。

      工作面老頂為灰色石灰?guī)r,厚度11.4m,致密,堅硬,含二層泥巖;直接頂為黑色泥巖,厚度0.85m,黑色,致密,性脆;直接底為灰色泥巖,厚度0.95m;老底為灰白色細砂巖,厚度5.30m,堅硬,水平層理。

      1.2 工作面設(shè)備配套情況

      采煤機SL1000, 1臺, 德國艾柯夫;液壓支架基本架ZY12000—30/68D, 119架, 平頂山煤機廠;端頭支架, ZY12000—22.5/45D, 7架;過渡支架 ZY12000—26/56D, 4架;刮板輸送機 SGZ—1250/2×1000, 1部,寧夏天地奔牛;轉(zhuǎn)載機SZZ—1350/525,1部;破碎機PLM4000, 1 臺;自移裝置ZY2700, 1,臺;乳化液泵站GRB37.5/400, 4泵2箱, 英國雷波;噴霧泵站, 3泵1箱;支架電液控制系統(tǒng), 1套,北京天瑪;超前液壓支架, 4架, 平頂山煤機廠;組合開關(guān), 華寧組合開關(guān), 2 臺, 常州聯(lián)力;乳化液自動配比裝置, GDSZ2-00;膠帶輸送機, SSJ1200/2×315, 1部。

      1.3 工作面礦壓分析

      初次來壓步距20~40m,平均30m,初次來壓阻力10000KN,周期來壓步距18m,周期來壓阻力6700KN,支承壓力在煤壁前方20~35m。

      2 冒頂發(fā)生過程

      2014年12月份冒頂事故發(fā)生過程:

      12月16日0點班,工作面推進至距切巷18m處,78~80架發(fā)生初次冒頂,冒頂高度2m。冒落下來的大量矸石壓死工作溜,影響時間一天。

      12月21日0點班,工作面推進至距切巷31m處,72~82架再次大量流矸,共造成兩次冒頂流矸壓溜事故,影響三天。

      12月25日0,工作面推進至距切巷,33m處,點班冒頂區(qū)域已發(fā)展到3處,且區(qū)域面積較大。其中:26~33架,冒頂高度2m;74~100架,冒頂高度4~6m;108~120架,冒頂高度2m。工作面已無法正常推進。

      3 冒頂發(fā)原因分析

      1)客觀原因:①老頂初次來壓接近,礦山壓力作用明顯;②頂板條件相對復雜,直接頂為黑色泥巖,強度較低,容易破碎冒落,造成支架空頂。

      2)主觀原因:①生產(chǎn)過程中工程質(zhì)量存在問題;②綜采隊存在認識問題,沒有抓住問題的關(guān)鍵,未及時采取有效的生產(chǎn)措施;③現(xiàn)場組織不利;④支護質(zhì)量存在問題;⑤綜采設(shè)備停產(chǎn)時間長,礦壓長時間作用于煤壁。⑥初采期間由于在大采高工作面采高控制方面沒有經(jīng)驗,對頂板控制沒有引起足夠重視,對支架的自動補液功能認識不到。

      4 冒頂處理技術(shù)方案

      事故發(fā)生后技術(shù)部門先關(guān)人員現(xiàn)場勘查,研究制定了錨索加固、灌漿聯(lián)合應(yīng)急處理方案:首先在頂板破碎區(qū)域5m范圍內(nèi)打錨索鎖口,防止冒頂區(qū)域擴大;其次封閉在冒落區(qū),打眼注填充劑(羅克休),充實后再注膠(瑪麗散)構(gòu)置假頂。

      灌漿材料及實施方法

      ①瑪麗散、羅克休技術(shù)數(shù)據(jù)(表1、表2);

      表1 瑪麗散技術(shù)數(shù)據(jù)(25°) 表2 羅克休技術(shù)數(shù)據(jù)(25°)

      基本成分 樹脂 催化劑 基本成分 樹脂 催化劑

      混合比例(體積比) 1 1 反應(yīng)時間 5 2

      最初粘度/mpa s-1 250 250 膨脹率/倍 25—30 25—30

      開始反應(yīng)/s 0.45 0.4 開始反應(yīng)/s 0.45 0.4

      發(fā)泡結(jié)束 1.25 1.06 10%變形壓力/Mpa 0.1—0.2 0.1—0.2

      膨脹比/倍 2 10—25

      壓力/Mpa >10 3

      粘合力/Mpa >1 1

      ②工藝流程:即冒頂區(qū)周圍加固→冒頂區(qū)棚頂、封閉→打眼→安裝注漿管、封口器→注漿→清洗設(shè)備 、 。

      5 施工效果

      經(jīng)過2天灌注施工,共計消耗注瑪麗散1878桶; 羅克休 251桶。煤壁頂板維護效果明顯,支架接頂效果良好,工作面于12月27日動刀,28日開始正常推進,單日推進7m,工作面順利通過冒落區(qū)。采用羅克休泡沫和馬麗散充填加固高冒區(qū)具有突出的綜合效益:

      (1)提高了圍巖的穩(wěn)定性

      羅克休泡沫和馬麗散含樹脂和催化劑兩種組分,注入煤巖層幾秒鐘后,化學反應(yīng)生成的聚酯類產(chǎn)物膨脹,對圍巖松動圈裂隙進行充填,對破碎松散的矸石進行粘結(jié),使圍巖形成整體結(jié)構(gòu),提高了圍巖的穩(wěn)定性和抗壓承載能力

      (2)保證了施工人員的安全

      冒頂區(qū)頂板及圍巖較破碎,冒落處頂板不穩(wěn)定,憑經(jīng)驗靠人工監(jiān)護頂板,安全威脅較大。而注射羅休克泡沫、馬麗散后,頂板碎巖膠結(jié)較好,施工人員無需站在冒頂區(qū)施工,從而保證了施工期間工作人員的安全。注射羅克休泡沫、馬麗散后,破碎狀態(tài)得到改善,未發(fā)生冒頂現(xiàn)象。

      (3)降低了勞動強度

      常規(guī)處理冒頂?shù)姆绞綖榧芘?、穿梁、打木垛法和錨桿、錨索支護法,這些方法工作量大、施工環(huán)境差。采用注射羅克休和馬麗散加固,施工時操作方便、勞動強度低。

      (4)加快了施工速度

      羅克休、馬麗散反應(yīng)迅速、硬化時間短,保證了充填加固工作的快速性,可用于隱患“急救”處理,不影響其它施工任務(wù)。

      6 結(jié) 論

      實踐證明,羅克休、瑪麗散充填高冒巷道是一種安全、高效的化學充填、加固冒頂區(qū)技術(shù)。應(yīng)用該技術(shù),不僅能及時有效地充填、加固高冒區(qū),而且通過其漿液在裂隙中的擴散、膨脹而封堵圍巖裂隙,從而防止圍巖進一步弱化、冒落,提高冒頂區(qū)圍巖的穩(wěn)定性,有利于提高施工的安全可靠性。該技術(shù)的工程實踐證明,此項技術(shù)處理大冒頂事故具有施工簡單、安全可靠、勞動強度低、支護效果好等良好的綜合效益。

      參考文獻

      [1] 王金華.我國大采高綜采技術(shù)與裝備的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 煤炭科學技術(shù) 2006

      [2] 劉小平等.采用灌注工藝處理綜采工作面貫通時冒頂實踐 神華技術(shù) 2010

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