潘一煤礦是淮南礦業(yè)集團(tuán)潘謝礦區(qū)第一對(duì)開發(fā)建設(shè)并建成投產(chǎn)的大型現(xiàn)代化礦井， 1983年12月建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力3.0Mt/a，經(jīng)過(guò)技術(shù)改造，2009年礦井核定生產(chǎn)能力為500萬(wàn)噸/年。
　　目前礦井共劃分為兩個(gè)水平開采，一水平標(biāo)高-530m，采取保護(hù)層開采措施后，13-1煤層采至-630m（保護(hù)層11-2煤層采至-720m），二水平標(biāo)高-788m，目前二水平正在進(jìn)行開拓延深。隨著礦井開采水平的不斷延深,礦井瓦斯涌出量也相應(yīng)增加,石門揭露突出煤層過(guò)程中容易發(fā)生冒頂及瓦斯超限現(xiàn)象。為了有效地控制冒頂現(xiàn)象的發(fā)生,礦井嘗試在-788m井底車場(chǎng)揭煤過(guò)程中采用注漿工藝控制頂板,取得了良好的效果。
1.-788m井底車場(chǎng)施工技術(shù)條件[本文轉(zhuǎn)自：lunwen.1kejian.com]
- 788m井底車場(chǎng)布置在B組煤層群中，整個(gè)車場(chǎng)需要揭穿8、7、6等3個(gè)煤層，揭煤距離長(zhǎng)。巷道在揭露6煤時(shí),煤層厚度為1.5～2.0 m;煤層極為松軟,煤層傾角5°。煤層頂板為泥巖及砂質(zhì)泥巖,底板為泥巖。
2.施工順序及施工方法
　　因該巷道煤層傾角較小,施工過(guò)程中將工作面分成兩個(gè)注漿段,每個(gè)注漿段長(zhǎng)度為20 m。施工前首先將巷道迎頭1m范圍刷成5400×4350 m(寬×高) 的大斷面,迎頭打錨桿、掛金屬網(wǎng),再對(duì)全斷面進(jìn)行噴漿, 砼標(biāo)號(hào)為C20 ,噴厚為100mm。噴漿養(yǎng)護(hù)完畢后,在迎頭施工鉆孔,再在
距迎頭15～20m處安裝注漿設(shè)備,對(duì)工作面進(jìn)行注漿加固。注漿工作結(jié)束后,開始掘進(jìn)揭煤,每次循環(huán)進(jìn)度為20 m;第一個(gè)注漿段施工結(jié)束后,進(jìn)行第二個(gè)注漿段施工(注漿分段見附圖1) 。
圖1- 788m井底車場(chǎng)石門揭煤注漿分段示意圖
　　
3.鉆孔、注漿施工技術(shù)要求
3 鉆孔、注漿施工技術(shù)要求
(1) 每個(gè)注漿段沿巷道全斷面布置13 個(gè)鉆孔,鉆孔直徑<91 mm ,鉆孔間距為800 mm。鉆孔仰角為3°,外擺角為0°～4°,并保持在巷道周邊輪廓線上,鉆孔深度為20 m(見附圖2及附表1) 。
(2) 鉆孔施工結(jié)束后,預(yù)埋2 無(wú)縫鋼管。每節(jié)鋼管長(zhǎng)度為3～4 m。每節(jié)鋼管鉆有交叉布置的4 個(gè)間距為500 mm的<6 mm小孔,以增強(qiáng)漿液擴(kuò)散效果。鋼管一端焊上長(zhǎng)300mm的1.5吋鋼管,兩節(jié)鋼管之間用8 # 鐵絲連成一個(gè)整體。
圖2 　注漿鉆孔布置圖
　　
(3) 在孔口處的1.5吋鋼管尾部加焊長(zhǎng)200 mm的注漿錨桿。注漿錨桿采用<26 mm 的無(wú)縫鋼管制作,尾部螺紋段長(zhǎng)度為60 mm ,錨桿外露不小于50 mm(相關(guān)參數(shù)見附圖3) 。
　　
圖3 　注漿管路預(yù)埋示意圖
(4) 漿液制作。采用425 # 水泥制作的單液漿,水灰比為0.65～0.70 :1 ,并均勻攪拌5 min 即可。
4.注漿工藝流程
　　在距巷道迎頭2 m處砌筑工作平臺(tái)用于安裝鉆機(jī),平臺(tái)尺寸為310 ×215 ×112 m ,平臺(tái)采用料石砌筑。鉆孔施工結(jié)束后,在平臺(tái)后方10 m 范圍的巷道內(nèi)安設(shè)攪拌機(jī)、儲(chǔ)漿桶、清水桶和注漿泵(注漿設(shè)備布置見附圖4) 。注漿前,準(zhǔn)備好風(fēng)、水管路以及注漿材料。
　　
圖4 　注漿設(shè)備布置圖
4.1 　注漿材料
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)結(jié)合本巷道圍巖特性,注漿材料采用425 # 普通硅酸鹽水泥。
4.2 　注漿設(shè)備
注漿設(shè)備主要有2TGZ- 60/ 210 型注漿泵、3B - 200 型攪拌機(jī)、高壓膠管等,漿液采用攪拌機(jī)攪拌。
4.3 　工藝流程
安裝注漿錨桿及高壓球閥→注清水試驗(yàn)(試機(jī)) →造漿→注漿→停機(jī)沖洗注漿管→卸除高壓球閥。
4.4 　注漿順序
先注下部孔,再注肩孔,最后注頂孔。具體順序?yàn)?1 # 、13 # 孔→2 # 、12 # 孔→3 # 、11 # 孔→4 # 、10 # 孔→6 # 、8 # 孔。5 # 、7 # 、9 # 為補(bǔ)打的卸壓孔,根據(jù)注漿過(guò)程中壓力變化情況,可以免注漿。
4.5 　注漿參數(shù)
4.5.1 　注漿壓力
注漿壓力是漿液在圍巖中擴(kuò)散的動(dòng)力,它對(duì)注漿效果的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1) 注漿壓力提供漿液在圍巖中擴(kuò)散、流動(dòng)、滲透、劈裂等作用所需要的能量。
(2) 注漿壓力決定漿液與圍巖相互作用方式,對(duì)于煤體及松散軟弱結(jié)構(gòu)圍巖,注漿壓力越大,圍巖產(chǎn)生劈裂現(xiàn)象越徹底,漿液與煤體或圍巖相互作用越完善,圍巖巖性和整體性越好,從而更有效地提高巷道的穩(wěn)定性。
(3) 注漿壓力受到圍巖特性、注漿材料性能、注漿方式等因素的影響和制約。注漿壓力過(guò)小, 漿液難以向圍巖中擴(kuò)散,達(dá)不到預(yù)期注漿效果;注漿壓力過(guò)大,很可能導(dǎo)致注漿過(guò)程中巷道表面開裂或片幫、冒頂。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)結(jié)合本巷道的圍巖特性,取注漿初壓為0.5 MPa ,終壓為2.5～3 MPa。
4.5.2 　漿液擴(kuò)散半徑
漿液擴(kuò)散半徑是確定注漿孔布置的重要參數(shù)。影響擴(kuò)散半徑大小的因素較多,它主要取決于注漿壓力、圍巖力學(xué)性質(zhì)、裂隙密度及開度、漿液的流動(dòng)力學(xué)參數(shù)及初凝時(shí)間等。由于7煤比較松軟,漿液充填空間及擴(kuò)散范圍較大,擴(kuò)散半徑為15～20 m?？紤]到煤、巖層各向異性導(dǎo)致的不同方向漿液擴(kuò)散距離有所不同,施工初期注漿擴(kuò)散半徑按10 m來(lái)考慮,試驗(yàn)過(guò)程中視圍巖情況及注漿效果等調(diào)整到12～15 m。
5 .注漿過(guò)程中需注意的問(wèn)題
(1) 注漿前,首先連接好注漿管路,調(diào)節(jié)好注漿安全閥,再注入清水試驗(yàn)管路壓力,并對(duì)可能漏漿的部位及裂縫進(jìn)行預(yù)處理,然后開泵注漿。當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)壓力后,關(guān)閉高壓球閥,摘除注漿管路。6 h 后,方可摘除上一個(gè)高壓球閥。
(2) 注漿前,用預(yù)埋的8 # 鐵絲將注漿錨桿外端的截止閥和注漿管連接牢固。
(3) 配制漿液時(shí),要使用新鮮水泥,放漿口處設(shè)置過(guò)濾網(wǎng),以防止結(jié)塊水泥或雜物進(jìn)入吸漿管。
(4) 注漿過(guò)程中,每個(gè)注漿孔要求連續(xù)注入,因故停止注漿時(shí),可向孔內(nèi)注入一定量的清水,以保持注漿通道的暢通。
(5) 注漿過(guò)程中,隨時(shí)觀察并記錄注漿壓力、注漿量等注漿參數(shù)變化情況。當(dāng)注液壓力達(dá)到3MPa 時(shí)停止注漿。
(6) 注漿過(guò)程中,要加強(qiáng)對(duì)巷道頂部及巷道壁的監(jiān)護(hù),如發(fā)現(xiàn)聲響、頂板松動(dòng)、爆皮開裂等異常情況,要立即停止注漿,并及時(shí)進(jìn)行處理。
(7) 跑漿處理。注漿過(guò)程中發(fā)現(xiàn)跑漿時(shí),可視具體情況對(duì)跑漿處直接用黃泥或水泥加速凝劑封堵裂縫。當(dāng)出現(xiàn)大面積跑漿時(shí),必須重新進(jìn)行噴漿封堵,噴漿厚度不小于70mm ,在噴層養(yǎng)護(hù)24 h 后方可重新注漿
6.注漿效果分析
(1) 注漿加固提高了巷道圍巖的自承能力和穩(wěn)固性預(yù)埋鋼管及漿液固化后的煤體共同形成金屬骨架,提高了煤體的整體承載能力及抗壓強(qiáng)度;高壓漿液對(duì)煤體及巷道周邊縫隙進(jìn)行有效充填和壓密,改變了裂隙周圍巖體的受力狀態(tài),即由雙向受力狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿蚴芰顟B(tài),大大提高了巷道周邊煤體及圍巖的強(qiáng)度特性,從而提高了巷道周邊圍巖的自承能力和穩(wěn)固性。
(2) 注漿加固提高了巷道施工速度
每一個(gè)注漿段注漿工作結(jié)束后,巷道施工的循環(huán)進(jìn)度為1.5 m ,比同類條件下采用撞楔法等其它方法施工的巷道循環(huán)進(jìn)度增加了25 %～50 % ,提高了巷道掘進(jìn)速度。
(3) 注漿加固提高了巷道施工的安全性
注漿工作結(jié)束后,巷道揭露6煤層過(guò)程中從未發(fā)生任何漏頂、冒頂及瓦斯超限現(xiàn)象,有效地控制了頂板,保證了巷道施工安全。
7.結(jié)語(yǔ)
　　注漿工藝有效地控制了石門揭露突出煤層過(guò)程中的冒頂及瓦斯超限現(xiàn)象,提高了巷道施工速度,保證了巷道施工安全,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益,值得在類似條件下的巷道施工過(guò)程中進(jìn)行推廣。

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