大土河贾家沟工作面切眼漏顶支护专项方案.doc

关于10102工作面切眼破碎带漏顶解决方案
1基本概况
受地质构造影响，10102工作面切眼被6m断层斜穿而过，切眼漏顶位置距离皮带顺槽端头约为60m。在切眼安装支架过程中，拆除工字钢棚时浮现断层带漏顶，下井观测后，初步拟定，形成漏顶为椭圆状，漏顶宽度约为4.2m，漏顶高度达10m。切眼冒顶严重影响了支架安装及后期开采。
2解决思路
为了保证工作面生产安全，提出10102工作面切眼冒顶治理思路：充填需加固范畴内顶板离层区→打补强锚索→注浆加固顶板不稳定区域→充填冒空区→制造人工假顶→煤壁侧不稳定区域注浆加固→清理冒落带底部碎矸。
（1）充填需加固范畴内顶板离层区及打补强锚索
采用双液化学浆材料对顶板离层区域进行注浆充填，垂直向顶板方向打孔探测煤层顶部8米范畴内与否有离层区。若有离层区则采用美固MP 367进行充填解决，然后再打补强锚索；若没有离层区则此孔补打锚索加强支护，锚索托盘采用槽钢或工字钢，托住原有л型钢梁，增强积极支护效果。如图4所示。注浆孔和注浆量及注浆压力依照现场实际注浆状况拟定。
（2）注浆加固顶板不稳定区域
注浆孔布置原则：采用马丽散NS对顶板不稳定区域进行注浆加固。注浆孔布置应充分运用既有支护系统，增强此前所打锚杆、锚索支护强度，并使加固区域内不稳定岩体形成整体，实现积极支护。普通注浆孔间排距为2米，现场施工时依照现场返浆状况，可恰当调节注浆孔间排距。
（3）注浆充填冒落区
在既有冒落体周边向冒落区内打孔，采用美固MP 367对冒空区进行充填解决。要采用高压迅速充填注浆方式进行操作，将冒落区充实。为周边围岩提供支护阻力，稳定周边围岩，防止冒落区域进一步扩大。
（4）制造人工假顶
沿切眼纵线，通过冒落体穿8～20根钢管。钢管两端分别架设在已安装支架和л型钢梁上方（或用单体撑起），然后在冒落体周边以一定角度向冒落松散体内打中空螺旋钻杆注浆加固，注浆钻杆布置数量和角度根据现场施工条件拟定（如图5所示）。
（5）清理冒落带
做完人工假顶后，对冒落松散体进行清理。
（6）煤壁侧不稳定区域注浆加固
冒落空间结实后，依照现场实际状况，可对煤壁侧不稳定区域注注浆加固。
煤 体
直接顶
美固 367充填体
老 顶
充填离层区注浆管
煤 体
直接顶
老 顶
充填离层区注浆管

图1充填离层区注浆管布置示意图 图2 离层区布满美固367后效果图
图3 不稳定区寸域强锚索和注浆孔布置图 图4 不稳定区域补强锚索及托梁布置图
冒落区域
二寸钢管
钢梁
单体
注浆管
冒落体

图5 冒落区域穿钢管注浆布置图
3 材料及注浆设备
3.1 注浆材料
化学注浆材料马丽散NS是一种双组份不含溶剂（1:1注浆比例）化学材料，其特具备硅酸盐性质材料决定了在煤矿井下安全使用，更因其高度粘合力及良好机械强度合用于迅速胶结固化破碎煤层和岩层及封堵漏风等复杂状况。
采用高压灌注时由于其初始粘度低，在高压推挤下混合液体沿煤岩、层裂隙延展渗入至所有裂隙（涉及肉眼难以察觉裂缝及在高压作业下重张开微小裂隙），反映固化物良好柔韧性和粘合强度不但保证了煤岩体受压变形时不会开裂，又因其具备无腐蚀、阻燃安全环保特性再加以在水中不膨胀不吸水性能因此在潮湿环境中也具备良好强化效果。
表1 马丽散NS聚合材料物理力学性质测试数据
项 目
单轴抗压强度（Mpa）
单轴抗拉强度（Mpa）
粘结强度（Mpa）
反映温度（°C）
阻燃性能
马丽散NS
45
15
3.5
≤115
高于MT—113原则
美固MP 367是一种双组分不含溶剂树脂泡沫，合用于迅速填充煤层和岩层空洞、防水及堵漏风等状况。
产品特点为：低成本、高效率、易操作、有一定抗压能力经得起岩层变化、不漏水，不进气，不蔓延火焰、在水中不膨胀、不吸水、在潮湿岩层具备良好粘合性、在对发泡速度、柔性和阻燃性规定较高条件下特别合用、可喷射使用、良好化学稳定性、膨胀率高，填充用量小、泡沫反映特别迅速，不要防漏支护。
表2 美固MP 367反映特性 图5美固MP 367反映温度曲线
测试温度（℃）
20
开始发泡（s）
45 ± 15
停止发泡(s)
75 ± 15
膨胀系数
≥20
抗压强度
不低于45 kg/m3

3.2 注浆设备——气动注浆泵（ZQBS-8.4/12.5）
气动注浆泵由气动马达下方带动两个活塞，工作时吸料管分别插到两种液体材料中，活塞泵通过吸排料管抽运双组份材料两种液体介质，两种液体压送比例为1：1，之后两种液体分别通过高压软管压送到注射枪里进行混合，在设备压力下混合物通过注射管输送到需要加固区域。
重要技术规格与技术规定
混合比 1：1
流量/ L*min-1 8.4
工作行程/mm 120
往复频率/次，min-1 70
耗气量/ m3*min-1 2
额定压力/MPa 12.5
最大出口压力/MPa 21

3.3 注射混合枪：
采用静态搅拌器和均匀混合器以及单向阀、球阀等构成双液注射混合枪，具备安全、快捷和精准特点，双液注射混合枪实现了双组份浆液孔口自动配比混合，浆液通过混合枪达到混合和均匀搅拌双重目。而其她材料不加以有效混合，反映效果及质量会减少。

图6 双液注射混合枪
3.4 注浆螺旋钻杆、封孔器（特殊封孔配件）：
在成孔不好状况下，必要采用注浆螺旋钻杆进行打孔注浆（注浆螺旋钻杆如图2所示）。在成孔较好状况下，可以采用普通注射管加封孔器（封孔器工作原理如图3所示）方式进行注浆。
封孔器：化学浆液在注浆泵作用下通过注射管注入封孔器中，在一定压力作用下将封孔器胀开，然后原料被注射进封孔器前端裂隙中。由于封孔器对钻孔周边施加有一定压力，能有效起到封堵钻孔作用，并且其特殊构造可以保证在停止注浆后浆液不反料。

图7中空螺旋注浆钻杆 图8 封孔器

4 注浆工艺和操作流程
4.1 双液化学注浆系统设备布置

图9 双液化学注浆系统设备布置图
4.2 施工环节：
（1）孔位设计，依照现场状况合理设计注浆钻孔；
（2）打孔。
（3）气动注浆泵及其附件组装好并把注射枪固定住。
（4）开始注浆，把两根吸料管分别插入马丽散NS或美固MP 367树脂和催化剂桶中，活塞在气马达作用下运动，由于压力作用使原料通过活塞进入输料管，输送到注射枪里，通过注射枪注入岩体，原料渗入裂隙，进而迅速反映达到加固目。
（5）停止注浆，用树脂冲洗管路和混合枪。
（6）换孔注浆，重复2～5环节。
（7）注浆完毕后，用机油清洗注浆泵和管路。
5 安全技术办法
1、建立健全各种岗位责任制，严格执行现场交接制度。
2、气动注浆泵及注浆管路必要试运转，确认机械性能和各种阀门管路、压力表完好后，方准施工。
3、每次注浆前，认真检查安全阀、压力表敏捷度，并调节到规定注浆压力位置。
4、安装注浆管路和泵头各部件时，各丝扣联接必要拧紧，保证联接完好。
5、注浆过程中，禁止现场人员在注浆孔附近停留，防止伤人。
6、注浆时要保证风源可靠，不得随意停风，必要时必要事先告知，待注浆完毕并冲洗后方可停风。
7、注浆施工期间，由修理工排除各类故障。
8、注浆现场操作人员必要佩戴安全帽、防护眼镜、口罩和手套等劳保用品，方可进行注浆施工。
9、注浆过程应派专人负责，填写注浆登记表，记录注浆时间、浆液消耗量及注浆压力等数据，观测压力表值，监控连通装置，避免因压力猛增而发生异常状况。
10、注浆过程中随时检查孔口、邻孔、覆盖层较薄部位有无串浆现象，如发生大量串浆状况，应及时停止注浆，也可采用棉纱、木楔等进行封堵。注浆过程中压力如突然升高，也许发生堵管，应停机检查。
6 注浆施工安全技术办法：
6.1管理制度及人员配备规定
1）施工前必要向全体施工人员贯彻施工组织办法、安全技术办法，使每个施工人员都明白施工工序、施工办法和施工安全注意事项。
2）操作人员应配备防风眼镜、防尘口罩、手套等劳保用品，作好个人防护工作。
3）严格贯彻执行安全生产管理各项规章制度和岗位责任制，以保证注浆施工安全、迅速、优质。
4）为保证钻注施工安全，迅速，优质，各班组均配备有经验注浆技术工人。
5）所有现场人员均有“联保、自保、互保”责任和义务；
6）其她未尽事宜严格执行《煤矿安全规程》和贾家沟煤矿有关规定。
6.2 注浆操作注意事项
1）打注浆孔时，钻具一定要控制好，先慢后快，一定扶好风钻及钻杆，以防断钻杆、风钻倾斜发生意外伤人。
2）安装注浆管时，人员站在安全可靠地点；注浆时，人员要避开注浆管正面位置，以防注浆管意外伤人。
3）注浆前，检查管路及钻孔，检查注浆孔与否畅通，有无堵塞现象。
4）注浆过程中要观测与否跑浆，其他钻孔与否异常，有无窜浆现象。
5）注浆期间要设专人观测注浆管、巷道周边与否有跑浆现象，发现问题及时采用办法解决。
6）注浆人员严格执行注浆泵操作规程，佩带防护眼镜、乳胶手套，谨防浆液对人导致伤害；注浆管路要牢固，各螺丝扣连接必要拧紧，以防脱出伤人，放浆时，要注意安全，人员避开放浆阀门，防止高压浆液突然喷出，时刻注意压力表变化状况，发现异常状况及时解决。
7）记录员跟班检查注浆状况，发现问题应及时停止注浆。
8）注浆结束后，要及时清理钻注设备，并进行检修。
9）注浆施工必要严格执行既有施工安全管理规定及有关安全技术办法。
7 灾害应急撤退路线：（参照贾家沟煤矿10102综采工作面作业规程执行）
依照《煤矿安全规程》规程规定，以上内容未涵盖之处要严格按《煤矿安全规程》、《操作规程》和《贾家沟煤矿10102综采工作面作业规程》关于针对性规定执行。