任超

摘要：本文介紹了一號煤礦四號風井冒頂區(qū)充填技術(shù)，此技術(shù)適應了我礦安全、高效的理念，也為我礦取得了一定的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：充填 抗壓性 防火性

0 引言

黃陵一號煤礦四號風井在掘進過程中出現(xiàn)冒頂，冒頂處距離井口約30m處，風井寬6m、高5.8m，冒落段長約10m。我礦研究決定使用羅克休充填冒頂區(qū)域。

1 材料的技術(shù)性能

羅克休泡沫產(chǎn)品系一種由兩種成分組成的用于空洞充填的注射產(chǎn)品，它能有效密閉空氣和瓦斯，并對斷裂程度高的地層具有加固作用。羅克休泡沫充填需通過泵（1臺）和混合槍（1支）配合完成。容積以4：1混合樹脂和催化劑相互反應形成泡沫，體積迅速膨脹，達到原體積的15倍。膨脹后幾分鐘內(nèi)，羅克休泡沫快速硬化。羅克休系高難燃材料，只有當溫度達到450℃才會著火，燃燒氧氣指數(shù)可達到36%，膨脹硬化后其承受的壓力為2.5kg/m2，其良好的抗壓和抗靜電性能以及快速膨脹能力和較高的膨脹率，是其填充效果的有效保障，并且經(jīng)濟、實效。另外，羅克休泡沫材料所具備的高耐火性能，也決定其同樣適用于地下熱源的密閉以及地下礦井的防火。

適用范圍：密閉、中空充填和頂部支撐、在一定范圍內(nèi)構(gòu)筑防火墻、在巷道或工作面終止巖石塌落、快速堵截。

優(yōu)點：膨脹率高，無需過多的中空充填；泡沫反應迅速、無需防漏支架，相對于巖層運動來說具有良好的抗壓性能；不蔓延火焰，可作為有效的防滅火措施用于巷道施工中。

其注漿過程是通過多功能泵來完成的，其體積小、重量輕（100kg），動力來源為4-7kg的風壓，輸出壓力達170kg。

2 產(chǎn)品特點及優(yōu)越性

2.1 高度成品化 羅克休泡沫產(chǎn)品系高分子反應材料，用25～29kg塑料桶分裝，即開即用，便于運輸和施工。

2.2 運輸量小，經(jīng)濟效果明顯 設(shè)備和原料運輸便捷，能一次到位，不需要專門的設(shè)備和鋪設(shè)管路。

2.3 施工無季節(jié)限制，無污染 羅克休泡沫對施工地點要求低，只需有風源即可，該材料反應后生成惰性泡沫。

2.4 施工設(shè)備簡單，易操作 注射羅克休泡沫需要混合槍1支，專用泵1臺。設(shè)備簡單輕便，專用泵僅重110kg外形尺寸為1.42m×0.52m×0.52m，操作簡單，只需0.4-0.7

Mpa壓風動力即可。

3 施工方法

在風井冒頂區(qū)域頂部每排布置三個充填注漿孔（兩邊孔距離中間孔為2m），孔排距為2.5m，深度根據(jù)布置孔位置至冒頂區(qū)頂部高度而定（如右圖）。

步驟：①按要求下好注漿管路；②把注漿管路下入注漿充填區(qū)；③把多功能泵及其附件組裝好并把注射槍固定牢固；④注漿時，先在樹脂和催化劑桶中插入吸料管，活塞在氣馬達的作用下運動，由于壓力的作用，原料經(jīng)過活塞進入輸送管，輸送到注射槍內(nèi)，通過注射槍注入充填空間；⑤當該孔注漿結(jié)束時，停止注漿；⑥換孔注漿。注漿完成后，用清洗劑清洗多功能泵和附件。

4 效益分析

4.1 提高了圍巖的穩(wěn)定性 羅克休泡沫材料含有樹脂和催化劑，將其注入煤巖層后僅需幾秒即可發(fā)生化學反應，生成具有高膨脹率的聚酯類產(chǎn)物，這種材料在圍巖松動圈裂隙中快速膨脹，能夠?qū)⑺缮⒌捻肥辰Y(jié)為一體，使得圍巖恢復原有的抗壓能力，提高其整體性能。注漿兩個月后觀察圍巖的變化，未發(fā)現(xiàn)破碎或變形的巖體。

4.2 確保了施工人員的安全 冒頂區(qū)多為破碎性巖體，頂板斷裂，僅憑人工監(jiān)護頂板危險系數(shù)大，人員安全缺乏保障。用注射羅休克泡沫代替人工監(jiān)護，不僅能將破碎的頂板和巖體快速粘結(jié)，而且無需施工人員在冒頂現(xiàn)場實時監(jiān)護，因而在一定程度上避免了人員傷亡。將羅克休泡沫注入裂隙巖體中，大大改善了圍巖的破碎狀態(tài)，冒頂事故得到了有效控制。

4.3 降低了勞動強度 按照常規(guī)的做法，通常采用架棚、穿梁、打木垛法或采用錨桿、錨索支護法來加固冒頂區(qū)，這些加固措施的作業(yè)環(huán)境差，工作任務繁重。而通過羅克休材料加固圍巖，不僅工序簡單，而且工作量小，勞動強度低。

4.4 加快了施工速度 將羅克休注入裂隙圍巖中只需幾秒鐘即可迅速發(fā)生反應，并快速硬化，作業(yè)時間短，不會對后續(xù)工序產(chǎn)生大的影響，適用于隱患部位的“急救”處理。

4.5 主要缺點 通過羅克休加固裂隙，相比于一般的加固措施來說造價較高。而且羅克休材料中所含的樹脂、催化劑能夠輕微腐蝕人體皮膚，因此要求作業(yè)人員必須佩戴防護用具，并且要謹慎操作，以免傷及人身。

5 結(jié)語

綜上所述，羅克休具有良好的抗壓能力，且操作簡單，適應性強，有很好的防火性能，靈活機動，快速及時，高效等優(yōu)點，是比較適合冒頂區(qū)域充填工作的材料。因此，利用羅克休的各項優(yōu)點服務于礦井建設(shè)，有很好的推廣價值。

參考文獻：

[1]張頂立，何佐德.綜放工作面端面冒頂機理及控制[J].湘潭礦業(yè)學院學報，2001（03）.

[2]董立紅，劉社育.綜放工作面端面頂煤破壞機理及冒頂治理[J].煤炭科學技術(shù)，2008（02）.

[3]王勤芝，張志新.淺析巷道冒頂?shù)脑蚣邦A防措施[J].煤礦開采，2001（04）.