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        羅克休充填冒頂區(qū)域在一號煤礦四號風井的應用

        2014-04-01 05:39:36任超
        關(guān)鍵詞:抗壓性

        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).

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