“三软”煤层壁后注浆技术浅谈

边伟东

(安阳大众煤业有限责任公司 安全监察部，河南安阳455141)

1 矿井概况

安阳大众煤业有限责任公司改制前为林州市大众煤矿，属地方国有煤矿，2004年底由原安阳矿务局进行资源整合，2007年5月加入永煤公司。大众煤矿始建于1974年，1978年投产，设计生产能力为30万吨/年，2009年核定生产能力为42万吨/年。

矿井开采煤层为二叠纪山西组二1煤，煤层倾角5°～20°，煤层平均厚度3.6米，现有地质储量11343.69万吨，可采储量3573.6万吨，煤层赋存较稳定，直接顶为二类顶板，老顶周期来压不明显，地质构造简单。

矿井采用立井多水平开拓方式，现生产水平为-250水平，采煤方法为走向长壁倾斜分层采煤法。矿井通风方式为两翼对角式，通风方法为抽出式，属煤与瓦斯突出矿井，但近18年来没有发生过突出。矿井煤层不易自燃，煤尘无爆炸性。矿井水文地质条件简单，正常涌水量240m3/h，最大涌水量350m3/h。

2 使用闭后注浆背景

12采区轨道下山原采用了U36型钢加喷射混凝土联合支护，巷道内布置有电缆、风水管路等，该巷道是安阳大众煤业有限责任公司主要运输斜巷。由于受到采动影响，每3个月就要对巷道扩修一次。对轨道斜巷进行扩修，不但需要投入大量的人力、物力，而且还影响该采区的物料运输。同时，斜巷扩修难度较大，给安全生产带来威胁。为进一步加强巷道支护强度，决定采用注水泥浆充填巷道壁后空隙，使顶板岩层胶结固定。注浆工作自上向下进行，总工程量约为280m。

3 施工注浆孔位置设计及施工方法

12采区轨道下山自上向下施工，每组施工5个注浆孔，分别为1#、2#、3#、4#、5# 孔。 1# 孔距底板 1.2m-1.5m、垂直巷道左帮，2# 孔施工在巷道左肩窝、垂直肩窝壁，3#孔施工在正顶（巷道中心），4#孔施工在巷道右肩窝、垂直肩窝壁，5#孔距底板1.2m-1.5m、垂直巷道右帮，排距2m-4m施工注浆钻孔由巷修队负责使用锚杆机、凿岩机配合Φ28mm钻头进行打眼，孔深1.8m，插入6分的注浆插管，其长度为0.8m（安设2#、3#、4#孔注浆插管和固定注浆管注浆时，施工人员使用符合安全要求的工作台进行操作，并有至少一人进行工作，确保安全）然后利用水泥进行注浆充填。

4 注浆顺序

先施工1#、5#钻孔、再施工2#、4#钻孔，最后施工3#钻孔。

5 注浆设备及材料

注浆设备使用ZBQ-20/6型注浆泵，外形尺寸：600×200mm×300mm（要求提前对注浆泵进行调试，试运转正常后方可使用）；材料为P.O.42.5普通硅酸盐水泥，水；水泥质量比为1；1根据现场情况适当调整比例，两种材料经混合后进入受注浆区域凝固。

6 注浆工艺

注浆工序主要有：注浆前的运料、拌料、封闭钻孔外壁及注浆系统检查；注浆过程中的操作注浆泵、浆体配制、堵漏；注浆结束后的管路与混合器清洗、泵站移动、注浆材料设备零件清点与交接等。注浆系统包括注浆泵，混合器、连接管路与阀门接头等。其中注浆管内浆体凝结快，长度以5m为宜，便于端头操作即可。注浆主要工序具体细节如下：

6.1 封闭钻孔外壁

封闭钻孔外壁是一关键环节，在注浆管上缠破布用道钉楔紧的封孔方法，封孔深度约100-200mm，此阀封孔速度最快，效果好。

6.2 拌料注浆

严格按水灰比加水加料，搅拌要均匀。水灰比的控制可按照拌料时采用的长方形灰箱的体积进行控制（水灰比为1：1）接好注浆管路，用清水试注，将试注清水打入水箱。确认管路畅通后，将吸浆管插入料桶中，将高压管出浆管通过快速接头与注浆外端的三通相接，并开启放浆阀，关闭进浆阀。

6.3 监测检查

开启注浆泵后，观察孔口放浆阀喷出的混合浆体，当喷出充分混合浆体后，迅速开启进浆阀，随后立即关闭放浆阀，进入正式注浆阶段。在注浆过程中，观察注浆量、注浆压力变化及浆液渗透情况。在拌料桶内壁坐标记，准备记录单孔或多孔注浆量；密切观察并记录巷道注浆孔在注浆过程中压力变化情况，注浆终压力2MPa，并记录各注浆孔注浆始终时间。

6.4 结束注浆

达到要求后，先停泵，关闭孔口进浆阀，迅速开启放浆阀，同时将两个吸浆管放入桶中，开泵时进行必要的泵体、管路清洗（认真清洗注浆管与混合器）注浆工作完成后，对注浆系统进行全面清洗，以便下次使用。

6.5 注浆主要参数确定

注浆压力：一般情况下压力为2MPa。

7 安全技术措施

1）每班施工前，由当班班组长检查施工地点附近瓦斯，并悬挂便携仪式瓦斯检测仪；当瓦斯浓度超过0.7%时，必须立即停止施工，待处理后再施工。

2）参加注浆人员及相关人员必须认真学习本安全技术措施，保质保量完成本次注浆任务。

3）施工过程中，要有专人负责观察帮部及顶板情况，如有异常情况要立即停止施工。

4）打注浆孔时，严格按照凿岩机操作规程进行操作。

5）注浆管安装必须牢固，开泵时注浆管前方严禁站人，人员不得站在开裂浆皮的巷道下，以防开裂浆皮脱落造成伤人。

6）注浆泵要有专职泵工操作维护，注浆前必须试运转，严格遵守操作规程，正式注浆时，要及时提醒其他人员。

7）注浆记录要及时、准确、清晰，停止注浆或注浆结束后要及时清洗泵及注浆管路。

8）注浆完毕后一定要关闭进浆阀阀门。

9）注浆过程中每班派专人“敲帮问顶”，发现巷道内有开裂浆皮，必须先处理后施工，防止开裂浆皮落下伤人。

10）施工期间，每班制定专人观察水量变化情况，如有异常情况及时向值班队长报告并做好撤人准备工作。

8 闭后注浆效果

经过对“三软”煤层闭后注浆，该巷道8个月来没有发现明显变化。