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摘 要：兴山矿开拓系统在施工石门揭煤作业时采用超前注浆技术对煤体进行固化处理，在揭煤过程中防止顶板抽漏取得了显著效果。这项施工工艺为兴山矿施工岩巷石门揭煤及煤巷掘进底板巷道防止顶板抽漏提供了可行的技术支持。
关键词：石门揭煤；注浆泵；注浆管；注浆材料
一、矿井简介：
龙煤鹤岗矿业公司兴山煤矿现阶段的主要生产水平是三水平南一、南二石门区域，深部区的延深工程是保障兴山矿生产接续的关健所在。兴山矿矿界内地质构造比较复杂，经多年开采实践证实兴山煤矿属鹤岗矿区地质条件最复杂的煤矿，中小断层纵横交错，给井田开发、生产接续带来很大困难，特别是进入深层开采，又受地应力的影响开拓石门揭断层构造煤容易发生抽漏顶，造成瓦斯随煤粉大量涌出造成瓦斯超限事故。为了解决矿井自然地质条件给生产带来施工困难，经过矿领导、生产、技术人员的共同研究，通过实地考察、反复论证，成功将软岩超前注浆固化工艺应用到石门揭煤固化煤体来预防顶板抽漏，达到预期的效果。
二、工作面基本情况：
兴山煤矿开拓区128队在施工深部区27层机道反上时，前方揭断层构造煤。施工中所揭Fa断层落差25米左右，27层煤厚平均3.6米，27层煤中含矸量少，以亮煤和镜煤为主，硬度低，干脆易碎。在兴山矿煤巷掘进过程中，曾出现过两次在27层煤中施工过断抽漏顶事故。针对27层煤的物理特性，及断层对煤层物理性质的影响，开拓区128队在施工深部区27层机道反上时采用超前注浆技术固化煤体防止顶板抽漏。
三、施工工艺技术参数：
（一）、注浆设备和材料：
1、注浆设备：注浆泵选用ZBQ-27/1.5型煤矿气动注浆泵（增压型），YT-29型气动凿岩机，BK56型矿用气扳机，注浆管采用￠16mm的高压胶管，注浆枪采用￠25mm（1寸）钢管。锚杆注浆设备及材料、参数必须满足安全技术质量要求。
2、注浆材料：注浆施工中所需材料主要有水泥、灌浆剂等。
1）、水泥：采用425#普通硅酸盐水泥，出厂日期超过三个月禁用。
2）、灌浆剂：采用鹤岗市新智科技有限公司生产的复合型灌浆剂。
3）、注浆枪：为1寸无缝钢管，长0.7米，一头焊接直径￠16mm快速接头，另一头焊接直径￠16mm，长0.1米钢管（安装密封套管）。
（二）、注浆参数：
注浆参数主要包括：浆液配比、注浆孔深度、注浆压力、浆液扩散距离、注浆孔间排距、角度。注浆参数选择合理与否，对煤层加固的质量、巷道的稳定、工程成本等影响较大。选择注浆参数主要依據工程地质情况和现场实际条件确定注浆参数。
1、注浆液配比：水泥、水、灌浆剂，体积比为8∶6：1
2、注浆孔深度：深部注浆孔孔深为5m。注浆时，原则上应能使外侧的松动圈得到水泥浆的充分灌注固结，即注浆加固硬度增大。
3、注浆压力：注浆初压为0.5～0.6MPa，终压为5～8MPa；保证浆液在松软煤岩空隙中正常流动。
4、浆液扩散距离：浆液扩散距离可根据注浆施工现场漏浆情况推断。并根据现场观测情况优化注浆孔深和间排距。
5、注浆孔间排距：为方便注浆施工与生产施工，注浆孔间排距取为：1000mm×3000mm，注浆孔每排5根布置，施工3米后继续注浆。间排距主要由浆液扩散距离确定，略小于浆液扩散距离。漏浆是最难处理的问题，场子迎头煤岩松软时注浆前应把场子迎头用碹体喷严喷实，厚度能达到抵抗注浆压力的强度。注浆孔的间排距不宜太大，施工可根据实际情况调整参数。
8、封孔：采用注浆枪前端封孔密封套管，加打锚杆加固注浆枪抗压板。
9、注浆顺序：各注浆孔的注浆顺序采用自两腮向顶板的方法。
10、施工质量检查：注浆固化煤岩体的质量检查可以通过注水实验或钻孔取煤来进行。一般条件下，前一种方法比较简单易行。注水检查法，是根据现场注浆记录，选定注浆薄弱部位，在已注浆的孔附近打检查孔注水，注不进水的检查孔附近视为满足了注浆的质量要求。注浆质量的优劣，根据各孔注水量多少来判断，注水量多则说明注浆效果不好。
四、注浆施工技术要点及措施
1、注浆操作人员作业前，要佩戴眼镜、胶皮手套，注浆设备与连接装置要经过测试，才能开始注浆。浆液配制要设专人计量，必需符合规定并按顺序加料，把伴好的浆液放进储贮浆桶待用，放浆口需设过滤网。
2、钻完孔后要及时向孔内插入注浆枪，注浆枪安装后保证畅通。
3、注浆时泵工要注意观察压力表的变化情况，按照设计规定准确掌握，并随时听取监护人员指示开停泵。要设专人观察巷道内部有无异常情况，发现问题及时通知作业人员。
4、注浆过程中如跑浆，要及时用封堵材料封堵，大面积跑浆时，可停一段时间再注。
5、注浆达到规定压力，再持续1-2分钟，压力表无变化或压力继续增长，即可停止注浆。一个孔未注完不得停止注浆，要保证浆液的连续性。
6、注浆人员注浆时，身体要避开孔口管正面，开启放浆阀时，要在侧面操作，防止喷浆伤人；梯子顶端作业，打注顶板眼时要系好安全带。
7、注浆期间要确保压力表完好，严禁无压力表控制注浆。
8、注浆人员必须加强对注浆设备材料的爱护，加强保养和维修工作。
9、做好钻、注的记录填写工作。
五、取得效果：
在防止顶板抽漏施工工艺中原施工工艺是每循环打前探穿楔锚杆超前支护防抽漏顶施工工艺，循环进度1米，锚杆间距0.1-0.2米，每排20根，每根锚杆21元，计每米前探锚杆价值410元。在安全性能上，由于锚杆角度施工不一致，导致前方穿楔间距参差不齐，起到超前护顶的作用很小。注浆孔注浆固化工艺，每次注浆5米，可施工4米，每孔注浆量0.64立方米，5个孔注浆3.2立方米，每米注浆0.8立方米，水泥每吨385元，施工每米巷道注浆成本308元，较原有打前探穿楔锚杆防抽漏支护方式在经济效益每米节约102元。在安全性能上，固化煤体工艺有效的防止了顶板抽漏事故，从而避免了瓦斯超限事故的发生，对安全生产起到了保障作用。
五、结论
注浆固化煤体工艺有效的保障了安生生产，避免了石门揭煤造成的顶板抽漏事故及煤与瓦斯突出事故的发生，为今后石门揭煤及沿煤层底板施工的掘进工作提供了技术保证，有鉴于推广应用。
关键词：石门揭煤；注浆泵；注浆管；注浆材料
一、矿井简介：
龙煤鹤岗矿业公司兴山煤矿现阶段的主要生产水平是三水平南一、南二石门区域，深部区的延深工程是保障兴山矿生产接续的关健所在。兴山矿矿界内地质构造比较复杂，经多年开采实践证实兴山煤矿属鹤岗矿区地质条件最复杂的煤矿，中小断层纵横交错，给井田开发、生产接续带来很大困难，特别是进入深层开采，又受地应力的影响开拓石门揭断层构造煤容易发生抽漏顶，造成瓦斯随煤粉大量涌出造成瓦斯超限事故。为了解决矿井自然地质条件给生产带来施工困难，经过矿领导、生产、技术人员的共同研究，通过实地考察、反复论证，成功将软岩超前注浆固化工艺应用到石门揭煤固化煤体来预防顶板抽漏，达到预期的效果。
二、工作面基本情况：
兴山煤矿开拓区128队在施工深部区27层机道反上时，前方揭断层构造煤。施工中所揭Fa断层落差25米左右，27层煤厚平均3.6米，27层煤中含矸量少，以亮煤和镜煤为主，硬度低，干脆易碎。在兴山矿煤巷掘进过程中，曾出现过两次在27层煤中施工过断抽漏顶事故。针对27层煤的物理特性，及断层对煤层物理性质的影响，开拓区128队在施工深部区27层机道反上时采用超前注浆技术固化煤体防止顶板抽漏。
三、施工工艺技术参数：
（一）、注浆设备和材料：
1、注浆设备：注浆泵选用ZBQ-27/1.5型煤矿气动注浆泵（增压型），YT-29型气动凿岩机，BK56型矿用气扳机，注浆管采用￠16mm的高压胶管，注浆枪采用￠25mm（1寸）钢管。锚杆注浆设备及材料、参数必须满足安全技术质量要求。
2、注浆材料：注浆施工中所需材料主要有水泥、灌浆剂等。
1）、水泥：采用425#普通硅酸盐水泥，出厂日期超过三个月禁用。
2）、灌浆剂：采用鹤岗市新智科技有限公司生产的复合型灌浆剂。
3）、注浆枪：为1寸无缝钢管，长0.7米，一头焊接直径￠16mm快速接头，另一头焊接直径￠16mm，长0.1米钢管（安装密封套管）。
（二）、注浆参数：
注浆参数主要包括：浆液配比、注浆孔深度、注浆压力、浆液扩散距离、注浆孔间排距、角度。注浆参数选择合理与否，对煤层加固的质量、巷道的稳定、工程成本等影响较大。选择注浆参数主要依據工程地质情况和现场实际条件确定注浆参数。
1、注浆液配比：水泥、水、灌浆剂，体积比为8∶6：1
2、注浆孔深度：深部注浆孔孔深为5m。注浆时，原则上应能使外侧的松动圈得到水泥浆的充分灌注固结，即注浆加固硬度增大。
3、注浆压力：注浆初压为0.5～0.6MPa，终压为5～8MPa；保证浆液在松软煤岩空隙中正常流动。
4、浆液扩散距离：浆液扩散距离可根据注浆施工现场漏浆情况推断。并根据现场观测情况优化注浆孔深和间排距。
5、注浆孔间排距：为方便注浆施工与生产施工，注浆孔间排距取为：1000mm×3000mm，注浆孔每排5根布置，施工3米后继续注浆。间排距主要由浆液扩散距离确定，略小于浆液扩散距离。漏浆是最难处理的问题，场子迎头煤岩松软时注浆前应把场子迎头用碹体喷严喷实，厚度能达到抵抗注浆压力的强度。注浆孔的间排距不宜太大，施工可根据实际情况调整参数。
8、封孔：采用注浆枪前端封孔密封套管，加打锚杆加固注浆枪抗压板。
9、注浆顺序：各注浆孔的注浆顺序采用自两腮向顶板的方法。
10、施工质量检查：注浆固化煤岩体的质量检查可以通过注水实验或钻孔取煤来进行。一般条件下，前一种方法比较简单易行。注水检查法，是根据现场注浆记录，选定注浆薄弱部位，在已注浆的孔附近打检查孔注水，注不进水的检查孔附近视为满足了注浆的质量要求。注浆质量的优劣，根据各孔注水量多少来判断，注水量多则说明注浆效果不好。
四、注浆施工技术要点及措施
1、注浆操作人员作业前，要佩戴眼镜、胶皮手套，注浆设备与连接装置要经过测试，才能开始注浆。浆液配制要设专人计量，必需符合规定并按顺序加料，把伴好的浆液放进储贮浆桶待用，放浆口需设过滤网。
2、钻完孔后要及时向孔内插入注浆枪，注浆枪安装后保证畅通。
3、注浆时泵工要注意观察压力表的变化情况，按照设计规定准确掌握，并随时听取监护人员指示开停泵。要设专人观察巷道内部有无异常情况，发现问题及时通知作业人员。
4、注浆过程中如跑浆，要及时用封堵材料封堵，大面积跑浆时，可停一段时间再注。
5、注浆达到规定压力，再持续1-2分钟，压力表无变化或压力继续增长，即可停止注浆。一个孔未注完不得停止注浆，要保证浆液的连续性。
6、注浆人员注浆时，身体要避开孔口管正面，开启放浆阀时，要在侧面操作，防止喷浆伤人；梯子顶端作业，打注顶板眼时要系好安全带。
7、注浆期间要确保压力表完好，严禁无压力表控制注浆。
8、注浆人员必须加强对注浆设备材料的爱护，加强保养和维修工作。
9、做好钻、注的记录填写工作。
五、取得效果：
在防止顶板抽漏施工工艺中原施工工艺是每循环打前探穿楔锚杆超前支护防抽漏顶施工工艺，循环进度1米，锚杆间距0.1-0.2米，每排20根，每根锚杆21元，计每米前探锚杆价值410元。在安全性能上，由于锚杆角度施工不一致，导致前方穿楔间距参差不齐，起到超前护顶的作用很小。注浆孔注浆固化工艺，每次注浆5米，可施工4米，每孔注浆量0.64立方米，5个孔注浆3.2立方米，每米注浆0.8立方米，水泥每吨385元，施工每米巷道注浆成本308元，较原有打前探穿楔锚杆防抽漏支护方式在经济效益每米节约102元。在安全性能上，固化煤体工艺有效的防止了顶板抽漏事故，从而避免了瓦斯超限事故的发生，对安全生产起到了保障作用。
五、结论
注浆固化煤体工艺有效的保障了安生生产，避免了石门揭煤造成的顶板抽漏事故及煤与瓦斯突出事故的发生，为今后石门揭煤及沿煤层底板施工的掘进工作提供了技术保证，有鉴于推广应用。