威尔浮化学浆充填冒落区实用技术应用与探讨

威尔浮化学浆充填冒落区实用技术应用与探讨

贾延坤张永颜廷勇

山东省田庄煤矿有限公司山东兖州272103

摘要：田庄煤矿采用威尔浮化学浆液对冒落区进行充填，充填后各项指标达到了规范要求，为今后矿井的安全生产提供了技术保障。同时也为同类矿井对冒落区的治理提供了有益的探索。

关键词：顶板、冒落、威尔浮、充填

田庄煤矿隶属于临沂矿业集团公司，位于山东省济宁市高新区王因镇。北距兖州市区约15公里，东距邹城市区约25km，西距中心城市济宁市约12km。矿井位于兖州煤田西部边缘，西、北两侧为煤层露头，东邻杨村煤矿，南邻横河、太平煤矿，东西长6.0km，南北宽约5.0km，面积32km2。矿区由东翼的田庄井田和西翼的新集井田组成，两翼之间以大致南北方向的F1断层（H=50m）为界，东翼面积9km2，西翼面积为23km2。

田庄煤矿采用主副三个立井开拓、两个水平开采、中央并列式通风。主采16煤和17煤，平均厚度分别为1.20m和0.97m，两煤层层间距平均为6.4m。采煤方法为走向长壁。采煤工艺炮采。

1方案的提出及确定

田庄煤矿西翼二水平南轨道大巷在修复时，顶板压力显现、喷浆体开裂，现场作业人员立即停止作业，撤出维修地点，观察顶板情况，随即顶板全部冒落，冒落面积约计3０㎡。顶板冒落后，经过及时修复，巷道已恢复使用。

由于修复后冒落区用木垛作支撑存在大量空洞，为解决以后安全问题，经研究决定，与河北同成矿业公司合作采用威尔浮化学浆液对冒落区进行充填，将冒落区破碎围岩、木块重新组合成整体，即解决安全问题又保证永久巷道服务年限。

通过矿安全生产管理人员进行论证，认为该方案施工具有较高的安全性，且技术上可行，能为今后矿井的安全生产提供技术保障。

2威尔浮化学浆液充填（总体步骤）

2.1施工总体方案

采用威尔浮化学浆直接对空洞进行插管充填。为保证充填效果，可深浅充填管交错布置，对较大缝隙用编织袋蓬顶后再充填。

2.2充填材料及预计用量

充填材料：威尔浮化学浆液。可直接采用威尔浮充填材料向巷道冒空区空洞进行插管充填，其膨胀倍数为15~20倍，发泡凝固时间为50秒左右，按巷道顶部空洞体积预计运输巷用量10吨。

2.3充填设备

充填设备选用ZBQ—5/12型气动双液注浆泵（图1，其技术参数如下：

（1）压力比65:1

（2）最大排量20L/min

（3）供气压力0.2～0.6MPa

（4）压气消耗量1.5m3/min

（5）重量60Kg

（6）外形尺寸880×530×750

图3巷道充填断面图

2.5.1准备工作

1）准备动力风源，要求风压0.2～0.6Mpa；用直径φ19mm高压胶管连接到施工地点；

2）把原料和ZBQ—5/12型气动注浆泵运到施工现场；

3）安装好充填管；

4）准备清水供给管路。

2.5.2施工步骤

1）布置现场（准备充填管、风源、风管、水管等）；

2）安装调试ZBQ—5/12型气动注浆泵及吸、排浆管、吸浆桶；

3）将吸浆管分别放入吸浆桶中，出浆压力表控制原料B，开启ZBQ—5/12型气动注浆泵按1：1的比例通过充填管进行空洞充填；

4）施工完毕后用清水清洗泵和管路，并清理现场；

5）将注浆泵放置在稳固、离开交通要道的地方。

2.5.3充填注浆终压力

根据注浆区域有水，施工巷道拱顶冒落和堆积物的回填，确定充填注浆终压力不大于4Mpa。

2.5.4注浆后的检查

注浆总量为10吨浆液，注浆后经过观察，注浆各项指标均达到了设计和规范要求，达到了预期目标和效果。

3充填效果监测与验证

3.1经过8个月监控、监测，巷道无任何变形，达到了预期效果。

3.2止水效果比较明显，原顶板淋水5立方，注浆后基本封住了出水。

4推广前景

4.1威尔浮充填材料属极难燃材料，安全、可靠，固结后可对空洞或冒空区瓦斯进行有效置换，防止瓦斯聚集。

4.2巷道冒顶及时修复后并采取注浆加固，可进一步加固围岩，减少巷道变形，延长巷道服务年限。

4.3通过对采用威尔浮化学浆液充填冒落区的研究与应用，基本摸清了化学浆液注浆参数，积累了巷道冒落加固经验，为今后相似巷道的加固和支护提供了依据。

4.4降低了巷修工作量和职工劳动强度，解除了安全隐患，进一步减少了顶板事故的发生，为矿井提高了经济和社会效益。

作者简介：

贾延坤（1981年～），男，山东济宁兖州，本科学历，地质工程师，现从事煤矿地质及水文地质工作