复采煤巷掘进工作面注浆固化顶板技术应用

闫春来 贾秀春 许庆贺

（山东省兖州市大统矿业有限公司，山东 兖州 273155）

1 概况

山东省兖州市大统矿业有限公司杨庄煤矿现在主采3煤，3煤层1997年至2005年进行了开采，由于受当时设备和技术的限制，仅回采一分层2.2 m，遗留大量残煤，且大规模范围顶板破碎。为了有效缓解资源枯竭带来的难题，对九采区进行复采。

F9305运输顺槽掘进区域位于原9311采空遗煤区，根据前期已揭露的遗煤区情况，已采一分层垮落的松散煤体内，煤岩松软破碎，极易漏顶，顶板管理困难，造成掘进速度缓慢。根据F9305运输顺槽施工情况及现状决定在F9305运输顺槽现迎头位置施工注浆钻孔，超前注浆改造、固化顶板。

2 超前注浆固化顶板安全技术研究

通过预埋的注浆管，使用气动注浆泵往破碎煤岩体内压注LFM轻型充填材料或水泥浆。

2.1 注浆孔概况

注浆位置为现F9305运输顺槽迎头位置，钻孔参数详见表1，设计钻孔4个，4个钻孔均匀布置，具体参数可适当调整。

表1 注浆孔参数

钻孔开孔位置位于顶板下0.2～0.5 m。注浆钻孔示意图如图1。

图1 注浆钻孔设计图（mm）

2.2 施工方法

（1）在迎头位置使用帮部锚杆钻机顺着掘进方向打设注浆孔，钻进至设计位置后，退出钻杆，然后逐节往钻孔内依次安设注浆花管和注浆管，然后使用锚固剂（或棉纱）封堵孔口。

（2）连接好注浆管，使用气动注浆泵往顶部松散煤岩内压注LFM轻型充填材料或水泥浆，注浆量不受限制，以起到固化顶板的作用为基础。若起压时，压力临近4 MPa时停止注浆。

（3）LFM轻型无机充填材料水料比为1:0.4～0.8，根据比例在专用拌料桶中加入100 kg水，按比例加入40～80 kg的料。

（4）水泥浆配比为水:水泥=1:1～3:1（质量比），施工人员可根据现场需要或变化调整水泥浆的浓度。

2.3 矿用气动注胶泵的使用

（1）2ZBQ-30矿用气动注浆泵和2ZBQ-95/15矿用气动注胶泵均可使用。2ZBQ-30型注浆泵进气压力为0.5 MPa，排浆压力3 MPa，流量30 L/min。2ZBQ-95/15型注胶泵进气压力为0.2～0.7 MPa，排浆压力为4.5 MPa，流量160 L/min。

（2）施工前将气动注浆泵水平放置，油雾器内加入10#机油，拉杆处滴少量机油同时扎牢胶管。

（3）连接气管采用2.54 cm夹布胶管，承压1 MPa。气动泵接口用铁丝卡紧同时在气源处安装球阀方便关闭气路。

（4）将高压胶管与泵和混合器相连，如果注双液时加长此管路，混合器后的管路尽可能缩短，防止混合器内的浆液在管路中凝结造成管路堵塞。

（5）准备两只配液桶同时备用一只清水筒作为洗泵使用。混合器后的管路与注浆口处安装三通或两个球阀，分别负责注浆口浆液不外流与卸压。

（6）将两根吸浆管插入泵下部保证不漏气。吸浆笼头插入吸浆管应完全浸入浆液中。注浆时如无必要禁止停泵，特别是在注双液时防止浆液沉积或凝固后堵塞泵内通道。

（7）注浆过程中经常观察气源处三联体与柱塞压紧圈。注浆完毕后将吸浆管放入备用清水筒中，清洗泵内残留的浆液，清洗密封圈。

重度AS患者均存在左室纵轴收缩功能减低，高跨瓣压差低射血分数和低跨瓣压差低射血分数者减低更为明显，对于射血分数正常的重度AS，低跨瓣压差者左室纵轴收缩功能受损程度并不轻于高跨瓣压差者。因此，该发现对重度AS的诊断和干预提供了依据。此外，左室纵轴收缩功能减低可能为射血分数正常伴低跨瓣压差的重度AS提供一个较为合理的解释。

2.4 LFM轻型充填材料操作流程

（1）首先将气动注浆泵或隔膜泵运至施工地点附近并连接好管路。泵到发泡器之间使用长度不低于10 m的Ф16 mm（Ф19 mm）胶管，发泡器出口的Ф16 mm（Ф19 mm）胶管长度大于10 m。连接示意图如图2。

图2 连接示意图

（2）喷浆前对设备进行调试和试验，保证正常运行以及管路通畅后配置浆液。

（3）浆液按照比例配置，要充分且搅拌均匀，确保桶内无结块。作业地点必须配备一定量的水用于清洗泵与管路。

（4）工作人员随时观察泵的吸浆情况，保证浆液不吸空。看泵人员听到持枪人开泵口号后，慢慢打开进气阀，根据需要控制好进气阀门。

（5）两人在管路末端操作，其中一人手持喷管，另外一人在旁监护。充填材料时将出口放入充填空间里端，发现有材料溢出时及时停止。

（6）喷涂施工过程中若因故障或其他原因导致停泵时应及时冲洗管路和泵再停泵，防止管路和泵堵塞。注浆完成后，冲洗泵和管路时，管路出浆口流出清水后再关闭控风阀门。喷涂结束后及时把发泡器、泵、注浆管路及拌料桶清洗干净。

（7）出现停泵时间超过5 min未能恢复，必须开始采取应急处理，分两步同时进行，用水抢救泵，用风抢救管路，然后再仔细进行冲洗。

（8）出现压风减少，材料没有起泡且泵越吸越慢应该停止喷涂，把管路冲洗好，防止浆液回流造成风管堵上。材料逆流到风管内时应及时打开所有风管接头把管内浆液释放出，防止堵塞风管。

2.5 其他注意事项

（1）在下设注浆管时，先下设注浆花管，再下设注浆管，最前端花管的顶端要呈尖锥状。在下设管子的过程中，每根管子之间的连接处要上紧上牢。当人工下设注浆管困难时，可使用大锤辅助，但要保护好丝头。

（2）作废的钻孔，要使用黄泥等材料进行封孔，防止往松散破碎煤体内漏风。使用黄泥封孔时，封孔长度不小于20 cm。

（3）在注浆过程中，必须在顺槽口拉线挂牌，严禁非工作人员随意进入，确需进入必须征得现场施工负责人同意。

（4）下设的注浆管外露约20 cm，在注浆前，应使用8#铁丝或绳卡将注浆管与金属网进行连接固定，防止注浆时注浆管被顶出。注浆期间严禁任何人站在注浆管的正后方，操作注浆设备的人员要注意观察注浆压力情况。

（5）注浆过程中若出现从煤壁中淌浆的现象，应停止注浆，并使用静压水冲洗注浆管，待浆液固结2 h后，再进行注浆。

（6）因在松散煤体内钻进、注浆，施工过程中会出现较多的困难，及时根据现场条件调整修改相关参数。

3 结语

（1）超前固化顶板有效地保证了顶板的完整性，确保了安全回采。

（2）针对分层开采的掘进工作面来说，掘进过程中出现煤岩松软破碎、漏顶，顶板管理困难时注浆改造、固化顶板是行之有效的。

（3）注浆固化顶板材料的选择一般为水泥浆，LFM新型充填材料的选择与使用可根据施工现场决定，能够在保证安全的前提下有效地减少工作强度。