郭 偉

（晉城煤業(yè)集團趙莊煤業(yè)，山西 晉城 048000）

1 工程概況

趙莊煤業(yè)一盤區(qū)布置三條盤區(qū)大巷，依次為皮帶大巷、膠輪車大巷和回風大巷，平行布置，南北走向，保護煤柱寬度15 m，掘進時每隔50 m 掘進1 條聯(lián)絡巷。

由于膠輪車大巷在掘進進尺540～600 m 范圍過構造，頂板十分破碎，難以維護，后期發(fā)生了多起冒頂事故。從長遠考慮，在530 m 位置起，往西側偏移2 m 重新掘進一段巷道，與610 m 位置連接。在540～600 m 段，原膠輪車大巷與回風大巷之間有一條11#聯(lián)絡巷，在回風大巷一側往里1 m 施工了一道永久密閉墻。巷道位置關系如圖1 所示。

皮帶大巷和膠輪車大巷均為進風巷。近期發(fā)現(xiàn)工作面風量不足，回風大巷中瓦斯?jié)舛容^低。推測可能膠輪車大巷向回風大巷中漏風，目前已經(jīng)嚴重影響礦井通風系統(tǒng)，須查明準確原因并進行治理。

圖1 巷道位置關系俯視圖

2 漏風成因分析

通過在回風大巷中觀察測試，11#聯(lián)絡巷以外其他區(qū)域瓦斯?jié)舛葦?shù)值穩(wěn)定，煤壁和頂板幾乎未發(fā)生變形，不存在漏風通道。而11#聯(lián)絡巷口感覺到明顯風流，瓦斯?jié)舛葞缀鯙榱?，說明11#聯(lián)絡巷為主要漏風位置。

首先，觀察11#聯(lián)絡巷密閉墻，發(fā)現(xiàn)密閉墻構筑質量極差。墻體為加氣塊磚砌筑，厚度0.5 m，表面涂抹水泥處理，但水泥涂抹質量差，大部分已經(jīng)脫落，磚塊間縫隙漏風明顯，并且密閉墻構筑時未進行幫頂掏槽，墻體邊緣也存在明顯漏風。

然后，在膠輪車大巷新掘段觀察發(fā)現(xiàn)，東側巷幫中間位置鼓出開裂，沿巷道走向形成貫穿裂縫，裂縫寬度約2 cm。

分析認為，新掘段與原破碎冒頂段之間的2 m煤柱，受冒頂段長期影響發(fā)生嚴重變形破壞，導致巷道幫鼓開裂，裂隙發(fā)育。膠輪車大巷內(nèi)新鮮風流通過裂隙進入聯(lián)絡巷，而密閉墻質量極差，形成漏風。漏風通道形成示意圖如圖2 所示。

圖2 漏風通道形成示意圖

3 漏風控制方案

3.1 基本思路

計劃采用兩步解決漏風問題：（1）在膠輪車大巷內(nèi)，對新掘段破碎巷幫進行注漿，封閉裂隙，控制漏風源頭；（2）在回風大巷聯(lián)絡巷內(nèi)，重新構筑一道密閉墻，形成第二道屏障。

3.2 新掘段破碎巷幫注漿

巷幫注漿一方面填充裂隙，封堵漏風通道，另一方面加固巷幫，提高強度，防止后期再次發(fā)生幫鼓開裂。同時要采取密集鉆孔低壓注漿方式，避免漿液進入聯(lián)絡巷內(nèi)造成浪費。

聯(lián)絡巷寬度4 m，加固范圍往兩側各延伸5 m，防止兩側裂隙與聯(lián)絡巷連通。總注漿加固長度14 m。新掘段破碎巷幫注漿加固范圍如圖3 所示。

鉆孔布置參數(shù)：新掘段斷面為矩形，寬度5 m，高度4.5 m。布置上中下三排鉆孔，矩形布置。上排鉆孔距離頂板0.5 m，仰角10°；中排鉆孔距離上排鉆孔1.3 m，垂直于煤幫；下排鉆孔距離中排鉆孔1.4 m，垂直于煤幫。同排之間鉆孔間距2 m，孔深均為3 m，孔徑均為42 mm。鉆孔布置如圖4所示。

注漿采用雙液注漿材料，該材料為固態(tài)粉末狀，分為A 型和B 型，使用水灰比為0.8:1～1.2:1?；旌虾?0～180 s 失去流動性，可以有效防止漏漿，6～12 min 完全固化，1 h 具備 5 MPa 強度，2 h 具備11 MPa 強度，3 d 達到最終強度18 MPa。

圖3 新掘段破碎巷幫注漿加固范圍示意圖

圖4 新掘段破碎巷幫注漿鉆孔布置圖

采取了密集鉆孔布置，注漿終止壓力控制在低壓范圍內(nèi)，4～6 MPa，不可過大。注漿壓力過小則漿液在裂隙中擴散不充分，過大則容易進入聯(lián)絡巷內(nèi)造成浪費。如果注漿壓力長時間在1～2 MPa 左右，可能漿液竄入聯(lián)絡巷內(nèi)，需要停泵等待漿液凝固后換孔注漿。

3.3 閉墻重新構筑

原閉墻未掏槽，構筑質量差，所在位置影響新閉墻構筑，必須拆除。由于回風大巷無運輸條件，普通閉墻構筑需要的磚石、水泥運輸困難，需要人工搬運300 m，因此，本次計劃采取高水充填材料遠距離輸送灌注方式構筑閉墻。

模板支設：新閉墻設計厚度1 m，寬度4 m，高度3.5 m。原閉墻拆除后，在兩幫、頂板、底板進行掏槽，深度均為300 mm。在兩側采用木點柱、木板、塑料布支設簡易模板，頂部預留1 個注漿孔，插入注漿混合管，混合管采用DN25 的柔性波紋管。密閉墻模板支設示意圖如圖5 所示。

圖5 密閉墻模板支設示意圖

閉墻構筑采用高水充填材料，分為A 料和B 料，水灰比1.5:1。單獨攪拌后，具備40 min 左右良好流動性，完全可以滿足遠距離泵送需求。在充填點混合后，混合漿具備8 min 左右可流動時間，滿足在空間內(nèi)充分流動要求，20 min 左右終凝[1-2]，隨充隨硬，減小對模板的側向擠壓作用。充填到頂部最后300 mm 時，開始加入物理發(fā)泡劑，膨脹倍率20%，利用漿液膨脹作用使充填體充分接頂。最終墻體具備8～9 MPa 強度。

4 工程量及效果考察

4.1 工程量

先實施膠輪車大巷新掘段注漿，共實施24 個Φ42 mm 淺孔，總進尺72 m，平均單孔注漿量0.5 t，共計消耗雙液注漿材料12 t；后實施密閉墻重新構筑，充填體積18.9 m3，消耗高水充填材料11 t。所有工作共耗時5 個班完成。

4.2 效果考察

實施完畢后，閉墻處漏風消失，在回風大巷中進行瓦斯?jié)舛葯z測，發(fā)現(xiàn)聯(lián)絡巷閉墻處瓦斯?jié)舛扰c其他區(qū)域基本相當，礦井通風系統(tǒng)穩(wěn)定，工作面風量能夠滿足需求。

5 結論

（1）漏風是因為原破碎冒頂段與新掘段之間的2 m 煤柱破壞產(chǎn)生裂隙，導致膠輪車大巷內(nèi)新鮮風流通過裂隙進入聯(lián)絡巷，而密閉墻質量極差，形成漏風。

（2）對新掘段破碎巷幫，采用密集鉆孔低壓注漿方式，封閉了漏風源頭，防止?jié){液向聯(lián)絡巷擴散造成浪費；對原閉墻拆除后重新構筑，采用高水充填材料遠距離輸送解決了運輸困難的問題。

（3）實施完畢后，在回風大巷中進行瓦斯?jié)舛葯z測，發(fā)現(xiàn)聯(lián)絡巷閉墻處瓦斯?jié)舛扰c其他區(qū)域基本相當，礦井通風系統(tǒng)穩(wěn)定，漏風問題得以解決。