潞安集团某煤矿1305综放工作面支架充填及煤壁加固施工方案

摘要：本项目该煤矿1305综采工作面总长200m，采高约2.6m，煤厚5.9米，现距停采线还有400m，由于工作面现在仰采，并且工作面有断层等构造，现整个工作面出现了冒顶情况，最高冒顶高度在7米以上，支架上方有大量浮矸，给工作面推进时带来了安全隐患，严重影响工作面的正常生产，工作面煤壁由于矿压作用片帮严重，为解决以上问题，因此矿方决定使用山西誉邦科技有限公司生产的誉邦填充II及誉邦加固I进行充填及煤壁加固施工。

工程名称：潞安集团某煤矿1305综放工作面支架充填及煤壁加固施工方案

工程类型：煤矿工程类化学注浆填充作业/加固作业

施工单位：山西誉邦科技有限公司

一、工程概况

该煤矿1305综采工作面总长200m，采高约2.6m，煤厚5.9米，现距停采线还有400m，由于工作面现在仰采，并且工作面有断层等构造，现整个工作面出现了冒顶情况，最高冒顶高度在7米以上，支架上方有大量浮矸，给工作面推进时带来了安全隐患，严重影响工作面的正常生产，工作面煤壁由于矿压作用片帮严重，为解决以上问题，特编写此治理方案。

二、治理方案

根据现场情况，治理方案分为两步：

第一步，先对工作面支架上方的浮矸进行压缩性充填，使支架上方形成一个整体，在移架时不发生严重冒落。

第二步，当控制了支架浮矸后，对工作面煤壁进行注浆加固，防止片帮冒顶的继续发展。

根据矿方提供的地质资料情况分析，我们决定采用誉邦新型高分子充填材料（誉邦充填Ⅱ）对支架上方浮矸进行充填，用加固材料（誉邦加固Ⅰ）对此工作面煤壁进行超前加固注浆。

根据现场实际情况，我们计划在冒顶区每2个支架设置一个向上的充填孔，充填孔的高度为2米，如果不能成孔，可采用自攻钻杆进行充填。

加固在支架顶板以下500mm处打眼，为单排孔，孔间距为3000mm，角度为向上25°，孔深为6000mm，孔直径为42mm，单孔注浆量约0.5T（可根据现场情况而定）。

2.1具体施工如下：

 标孔→钻孔→检查钻孔→安装注浆管→封孔注浆→凝固  

2.2注浆技术要求

2.2.1 液体压送  0.4-----0.63Mpa    

2.2.2浆液的变化

誊邦加固充填材料质量配比均为1：1，灌入量小于12.6L／min至灌浆结束。

2.2.3结束标准

注浆压力达到终压，注入量小于6.3L/min，即可结束该孔的注浆工作。

2.2.4注浆量及压力控制

将注浆管路与孔口管连接好，开始注浆要低压逐渐加压进行，根据具体情况，用调节控制阀的方法控制吸浆量直至终压结束本孔注浆，注入量小于12.6L/min 。     

2.2.5设备、管路冲洗及养护

每班注浆结束后冲洗设备。并且由施工组长整理各孔注浆资料，填表、上报存档。

2.2.6跑浆处理

采用固管剂封堵管口，降低注浆压力，间歇注浆，必要时调节浆液的凝结时间。

三、注浆材料

1、材料介绍

1）誉邦新型充填Ⅱ由A和B两种体积比为1；1的材料反应后组成，与平常充填的最大不同是本种充填出枪状态为液态，更能深入到浮矸中形成一个整体。

2）誉邦新型加固Ⅰ由A和B两种体积比为1：1的材料反应后组成，低粘度混合物可快速渗透煤岩体微小裂隙，膨胀固化生成高强度、高韧性的高分子聚合材料，该材料粘结力强，机械性能高，提高煤岩体的整体强度。

3、注浆参数

3.1注浆压力：注浆压力是推动浆液在含水层裂隙及溶洞内运动、扩散、充塞压实的动力。是注浆参数中最重要的参数之一，亦可人为控制，从而达到预期效果。

一般来讲，注浆压力可人为控制，注浆压力应由低向高逐渐过渡，在注浆刚开始的前几个孔，注浆压力要控制低一些，一次注浆达不到终压而注入量较大时，可在低压下结束注浆，而后复注，直到本孔段达到终压。后注孔，因岩层的大中裂隙已被充塞，初期压力就较高，以保证注浆效果。

注浆压力的主要影响因素是岩层裂隙大小，浆液的浓度和注浆量。裂隙大小不易控制，所以通过掌握浆液的浓度的变化及调节泵量的大小来控制压力的变化。

3.2注浆泵量：据仪表上的注浆压力来调节注浆泵量，控制泵量的原则是由大到小，直到注浆泵在最小本泵量。

3.3注浆结束的标准：

1）一般认为实际浆液注入量大于或接近设计计算的注入量；

2）注浆压力呈规律性增加，并达到注浆设计终压;

3）达到注浆终压时的最小吸浆为： 6.3L/min；

3.4注浆加固注意事项：

1）钻孔数量由现场情况确定

2）注浆量由煤层裂隙系数和布孔参数决定

3）注浆时当压力表达到设计值或浆液跑浆时，应根据现场情况换孔和停止注浆。   

3.5材料用量

1）充填材料用量：按每个充填孔500公斤计，每两个支架充填设置一个充填孔，共有75个充填孔，总量为37吨左右。

2）加固浆液注入量：

注入量采用下列公式计算：

单孔注入量：Q＝A•L•π•R2•η• ß

式中：A——浆液损失系数（取0.1～0.3）

L——注浆段长 m

R——浆液扩散半径（取2～3m）

η——岩石裂隙率

ß——浆液充填系数（0.1～0.12）

单孔注浆量为0.2×6×3.14×2.5²×0.2×0.1≈0.5吨

以上皆是按理论及经验公式计算，因受到各种地质因素的限制，与实际存在着一定的差异，实际用量根据实际情况而定。

四、主要设备

1.注浆设备采用我公司生产的气动高压双液化学注浆泵。

双液注浆泵技术参数表

2.注浆管、混合器、抗震压力表、吸浆管、高压胶管

1）注浆管：选用4″钢管做注浆管，其长1 -1.5m。

2）混合器：选用人字型三通混合器

3）高压胶管：出浆管选用直径15mm双层钢丝编制的高压胶管,允许压力6.3Mpa，进风管采用直径19mm双层钢丝编制的高压胶管.

五、施工组织及施工进度

1、施工组织

1.1、作业方式：

每日一班制作业，每班由2-3人组成，并配备一定的辅助工。

1.2、材料准备：

经材料、设备运输至甲方指定地点，由甲方经材料、设备运输至施工地点。 

2、施工进度

2.1、根据甲方要求进行注浆作业。

2.2、矿方需配合事宜

1）风、水管路接到注浆工作面。

2）专业钻孔人员打孔。

3）安排施工人员食宿、更衣柜及洗澡。

4）派专人配合协调注浆工作顺利进行。

六、施工安全技术措施

1、施工负责人必须在施工前向矿方请示，经同意后方可开始工作，否则不得进行施工，施工完毕后施工人员全部安全升井后向矿方汇报。

2、项目部在施工队伍进场前应对全体人员进行劳动纪律、规章制度教育，并进行安全技术交底及安全教育。

3、安全检查中发生安全隐患和违章作业、违章指挥必须立即制止，对检查不合格的按有关规定进行停工限期整改，情节严重或整改不利的要对有关负责人追究责任。

4、严格执行《煤矿安全规程》和《煤矿安全建设规定》并具体实施矿方的《安全生产管理程序》。

5、所用的化学加固材料等要在施工前，提前分批集中下到工作面。

6、打眼前要检查设备的完好，确保机器的正常使用。

7、打眼时，1人操作，1人在旁辅助，另外2人负责风水电及更换钻杆。

8、施工时要时刻注意周围环境，打眼人员负责观察顶板情况，如有问题及时停止工作，并汇报给当班负责人，并向矿方及时反映，以免出现重大事故。

9、注浆前应对注浆系统全面检查，注浆阀管及压力表等具体接头部位是否牢固，避免注浆接头脱落发生砸伤事故。

10、注浆时应观察压力、流量、注入量等参数。开浆压力为0.1 MPa，终压为12MPa，防止压力过大造成顶板开裂，根据实际情况相应调整终压，确保巷道不因注浆压力过大而导致变形。

11、注浆时可能会出现跑浆、冒浆现象，这种情况属于封闭不严所致，应调节注浆浆液的凝结时间减小注浆量。

12、注浆时施工劳保用品佩戴，工人一定要戴眼镜、安全帽、口罩和胶皮手套、自救器、矿灯、工作服，按矿方指定的服装。

13、注浆时一定要保持施工地点通风良好。

14、注浆时注意周围设施的表面清理，保持其表面清洁。

15、施工人员严格遵守甲方入井规章制度，严格按照施工方案进行施工，确保工程质量。

16、注浆时保持良好的通话环境，以便及时关闭和开启注浆设备。  

17、注浆料的包装桶要及时清理，不能影响正常的交通。严禁带电搬迁、检修和装拆电气设备，线路。注浆作业时，电气设备、线路的装拆、检修必须由专职电工进行，非专职电工或值班人员不得擅自操作电气设备。

18、施工完毕必须由施工负责人向矿方汇报施工情况。

19、所有施工人员必须严格执行本工种的《技术操作规程》和《安全规程》的规定，严禁违章作业。

20、本措施必须由技术员向所有作业人员贯彻，所有参加施工人员必须严格执行本措施，否则不准其进行作业。