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【摘 要】利用马丽散粘度低,能很好地渗入细小裂缝中,具有极度好的粘合能力与底层形成很强的粘合,其良好的柔韧性能承受随后的地层运动,可遇水发泡封闭水流,能提高地层支撑力。
【关键词】马丽散;堵水
1.基本情况
主井皮带下山位于我矿14号煤层,全井田基本稳定,煤层厚度在0.40-3.50米,变化较大,局部可采。煤层中夹有1-3层夹矸,煤层结构复杂,有分叉现象,煤层物性特征明显。煤层顶板为泥岩、粉砂质泥岩、细砂岩。泥岩厚度为0.50-3.80米,粉砂质泥岩厚度较稳定在4.35-4.45米,变化不大。细砂岩厚度变化较大在2.55-11.70米。煤层底板,泥岩、粉砂质泥岩,泥岩厚度在0.30-2.60米,粉砂质泥岩厚度在2.50-3.75米,变化不大。当掘进至+1113标高时,底板出水,严重制约掘进进度,为了能够安全顺利施工,我矿决定使用马丽散进行加固底板进行堵水。
2.注浆方案
该巷道底板出水点不集中,出水层较深,静水压力较小,出水点多。因此,给注浆带来一定难度,采用预应力式中空注浆锚杆配合高压注浆,分两步进行。第一步先注含水层;第二步补注出水点。这样封堵一定距离的全部含水层裂隙。切断含水层与底板之间的水力联系,进而达到降低涌水量,加固底板的目的。
注浆总形式:注浆总体形式采用上行式。即先注最下段,然后依次向上;最后补注独立出水点,完成整个注浆任务。
注浆起深度:底板下注浆深度为2000m-4000m。重点注浆部位是:
(1)侏罗系片页岩破碎层段(2)侏罗系中部中粒砂岩段。
3.材料的选用及性能
3.1马丽散
马丽散具有高度粘合力和很好的机械性能,与地层产生高度粘合,可持续与工作面一致寿命。马丽散注射进地层以后,低粘度混合物保持液体状态几秒钟,渗透进细小的裂缝膨胀,从而有效地加固和密封处理区域。马丽散的使用范围:加固裂隙和不稳定地层,封闭水流入口,密封地层,岩石加固,岩石铆钉的密封。
3.2预应力中空注浆锚杆的组合与安装
(1)安装预应力锚头。(2)将锚杆插入孔内。(3)用水管扳手向左旋转锚杆对预应力锚头加压。(4)安装止浆塞,根据实际情况止浆塞添加棉纱封口。(5)安装托盘和螺帽,左旋加压至紧固,(6)连接高压注浆机准备注浆。
3.3材料性能
马丽散的粘度低,能很好地渗入细小裂缝中,具有极好的粘合能力与地层形成很强的粘合,其良好的柔韧性能能承受随后的地层运动,可与水反应封闭水流;能提高地层支撑力,机械阻力高,遇水膨胀25倍。
4.施工方案
4.1布孔参数
(1)钻孔布置方式:本次注浆以堵水为目的,且以堵含水层水为主要对象。由于涌水量较为分散,裂隙连通较强,钻孔布置呈层状,钻孔间排距2m×1.4m,需布置钻孔50个。共需布置注浆钻孔30个。(2)钻孔深度:每个钻孔设计深度为2m左右(穿过底板页岩层)。(3)钻孔结构:开孔直径为42㎜,钻孔深度以穿过底板揭露出水通道为止。钻孔完成后紧接着把准备好的预应力中空注浆锚杆插入孔内进行预应力加压。(4)加固应力钻孔倾角:钻孔布置底板夹角90度,其它根据现场实际情况而定;(5)马丽散树脂与催化剂的配合比:体积比1:1,重量比1:1.17。(6)注浆压力:根据该巷道围岩性质,确定注浆压力为5-8MPa。
4.2施工工艺
注马丽散树脂的施工工艺:打眼―埋设注浆锚杆―安装封口器―用高压胶管连接注射枪和注浆泵一将两根吸管插入装有马丽散树脂和催化剂的桶内―开泵注浆―冲洗机具―停泵―拆卸注射枪。
每孔注浆量根据注浆压力确定,施工时严格控制注浆压力,当注浆压力达到5---8MPa或出现大面积漏浆(漏浆量。泵的注入量)时,即可换孔注浆或停止注浆。
注浆顺序:由上而下顺序进行。
5.其它技术注意事项
包括:(1)注意测量钻孔中的涌水量,并做好记录。(2)注浆前先进行空荷运转,并按设计进行打压试验。(3)注浆时必须观测底板变化,发现有漏浆时,要根据现场情况采取切实可靠措施。(4)注浆时人员要严加小心,以防浆液喷到眼睛里,如喷到眼睛及皮肤上,严禁用手揉,要立即用干净的水冲洗,严重的要送附件医院进行医治。(5)向孔里压浆必须做到使裂隙及空隙完全充实,并使之不再漏水。由初压逐步过度到终压,不能突然增压。(6)做好注浆过程中有关记录。(7)注浆间歇或注浆结束必须冲洗注浆管路。冲洗管路用机油进行冲洗。(8)严格按照注浆泵、凿岩机等操作要求进行操作及维护。(9)注浆过程中要密切观测井壁变化,发现井壁变形,必须立刻停止注浆,打开泄浆阀,查明情况,妥善处理。
6.技术经济效益
对底板较软的巷道,采用注马丽散加固技术,取得了显著的技术经济效益。(1)安全性。未注马丽散前,该段巷道底板出水严重,人员进行施工时工作量大而且不安全,注马丽散后,底板得到改善,制约生产得到缓解,保证了工作面的顺利掘进。(2)快速性。注马丽散施工简单,而且马丽散可以快速反应,达到预期效果。(3)与其它注浆方法比较,注射马丽散具有的优点:a、工艺简单,操作简便。多功能泵体积小、重量轻,压风作动力源,正常操作两人即可(一人观察巷道底板,若漏液用棉纱及时封堵;一人更换原料,观察注射泵的运转情况)。b、注浆前,不需要喷浆封闭巷道底板。c、专用封口器的设计合理。封口器一端有垫片,在开始注浆时,浆液在封口器内膨胀将封口器与孔壁密合,继续注浆当浆液压力达到一定值时,浆液便经注浆管注入岩层。较其它方法封口简单、省时。d、马丽散树脂和催化剂两种原料分别用塑料桶装,携带搬运方便,便于井下施工。
7.结论
实践证明,应用马丽散树脂,是一种新的化学加固顶底板技术。应用该技术,能及时地改变了围岩的松散结构,提高了岩体的整体强度,提高了施工安全的可靠性,保证了掘进工作面的顺利推进。另外,在煤矿生产的其它环节,如:掘进破碎带施工、处理巷道冒顶、堵水、治理瓦斯等情况,也可应用该技术进行治理。因此加注马丽散树脂技术是煤矿井下生产应大力推广的一项实用技术。
【参考文献】
[1]贵州力拓工程材料有限责任公司提供的注浆堵水方案.
【关键词】马丽散;堵水
1.基本情况
主井皮带下山位于我矿14号煤层,全井田基本稳定,煤层厚度在0.40-3.50米,变化较大,局部可采。煤层中夹有1-3层夹矸,煤层结构复杂,有分叉现象,煤层物性特征明显。煤层顶板为泥岩、粉砂质泥岩、细砂岩。泥岩厚度为0.50-3.80米,粉砂质泥岩厚度较稳定在4.35-4.45米,变化不大。细砂岩厚度变化较大在2.55-11.70米。煤层底板,泥岩、粉砂质泥岩,泥岩厚度在0.30-2.60米,粉砂质泥岩厚度在2.50-3.75米,变化不大。当掘进至+1113标高时,底板出水,严重制约掘进进度,为了能够安全顺利施工,我矿决定使用马丽散进行加固底板进行堵水。
2.注浆方案
该巷道底板出水点不集中,出水层较深,静水压力较小,出水点多。因此,给注浆带来一定难度,采用预应力式中空注浆锚杆配合高压注浆,分两步进行。第一步先注含水层;第二步补注出水点。这样封堵一定距离的全部含水层裂隙。切断含水层与底板之间的水力联系,进而达到降低涌水量,加固底板的目的。
注浆总形式:注浆总体形式采用上行式。即先注最下段,然后依次向上;最后补注独立出水点,完成整个注浆任务。
注浆起深度:底板下注浆深度为2000m-4000m。重点注浆部位是:
(1)侏罗系片页岩破碎层段(2)侏罗系中部中粒砂岩段。
3.材料的选用及性能
3.1马丽散
马丽散具有高度粘合力和很好的机械性能,与地层产生高度粘合,可持续与工作面一致寿命。马丽散注射进地层以后,低粘度混合物保持液体状态几秒钟,渗透进细小的裂缝膨胀,从而有效地加固和密封处理区域。马丽散的使用范围:加固裂隙和不稳定地层,封闭水流入口,密封地层,岩石加固,岩石铆钉的密封。
3.2预应力中空注浆锚杆的组合与安装
(1)安装预应力锚头。(2)将锚杆插入孔内。(3)用水管扳手向左旋转锚杆对预应力锚头加压。(4)安装止浆塞,根据实际情况止浆塞添加棉纱封口。(5)安装托盘和螺帽,左旋加压至紧固,(6)连接高压注浆机准备注浆。
3.3材料性能
马丽散的粘度低,能很好地渗入细小裂缝中,具有极好的粘合能力与地层形成很强的粘合,其良好的柔韧性能能承受随后的地层运动,可与水反应封闭水流;能提高地层支撑力,机械阻力高,遇水膨胀25倍。
4.施工方案
4.1布孔参数
(1)钻孔布置方式:本次注浆以堵水为目的,且以堵含水层水为主要对象。由于涌水量较为分散,裂隙连通较强,钻孔布置呈层状,钻孔间排距2m×1.4m,需布置钻孔50个。共需布置注浆钻孔30个。(2)钻孔深度:每个钻孔设计深度为2m左右(穿过底板页岩层)。(3)钻孔结构:开孔直径为42㎜,钻孔深度以穿过底板揭露出水通道为止。钻孔完成后紧接着把准备好的预应力中空注浆锚杆插入孔内进行预应力加压。(4)加固应力钻孔倾角:钻孔布置底板夹角90度,其它根据现场实际情况而定;(5)马丽散树脂与催化剂的配合比:体积比1:1,重量比1:1.17。(6)注浆压力:根据该巷道围岩性质,确定注浆压力为5-8MPa。
4.2施工工艺
注马丽散树脂的施工工艺:打眼―埋设注浆锚杆―安装封口器―用高压胶管连接注射枪和注浆泵一将两根吸管插入装有马丽散树脂和催化剂的桶内―开泵注浆―冲洗机具―停泵―拆卸注射枪。
每孔注浆量根据注浆压力确定,施工时严格控制注浆压力,当注浆压力达到5---8MPa或出现大面积漏浆(漏浆量。泵的注入量)时,即可换孔注浆或停止注浆。
注浆顺序:由上而下顺序进行。
5.其它技术注意事项
包括:(1)注意测量钻孔中的涌水量,并做好记录。(2)注浆前先进行空荷运转,并按设计进行打压试验。(3)注浆时必须观测底板变化,发现有漏浆时,要根据现场情况采取切实可靠措施。(4)注浆时人员要严加小心,以防浆液喷到眼睛里,如喷到眼睛及皮肤上,严禁用手揉,要立即用干净的水冲洗,严重的要送附件医院进行医治。(5)向孔里压浆必须做到使裂隙及空隙完全充实,并使之不再漏水。由初压逐步过度到终压,不能突然增压。(6)做好注浆过程中有关记录。(7)注浆间歇或注浆结束必须冲洗注浆管路。冲洗管路用机油进行冲洗。(8)严格按照注浆泵、凿岩机等操作要求进行操作及维护。(9)注浆过程中要密切观测井壁变化,发现井壁变形,必须立刻停止注浆,打开泄浆阀,查明情况,妥善处理。
6.技术经济效益
对底板较软的巷道,采用注马丽散加固技术,取得了显著的技术经济效益。(1)安全性。未注马丽散前,该段巷道底板出水严重,人员进行施工时工作量大而且不安全,注马丽散后,底板得到改善,制约生产得到缓解,保证了工作面的顺利掘进。(2)快速性。注马丽散施工简单,而且马丽散可以快速反应,达到预期效果。(3)与其它注浆方法比较,注射马丽散具有的优点:a、工艺简单,操作简便。多功能泵体积小、重量轻,压风作动力源,正常操作两人即可(一人观察巷道底板,若漏液用棉纱及时封堵;一人更换原料,观察注射泵的运转情况)。b、注浆前,不需要喷浆封闭巷道底板。c、专用封口器的设计合理。封口器一端有垫片,在开始注浆时,浆液在封口器内膨胀将封口器与孔壁密合,继续注浆当浆液压力达到一定值时,浆液便经注浆管注入岩层。较其它方法封口简单、省时。d、马丽散树脂和催化剂两种原料分别用塑料桶装,携带搬运方便,便于井下施工。
7.结论
实践证明,应用马丽散树脂,是一种新的化学加固顶底板技术。应用该技术,能及时地改变了围岩的松散结构,提高了岩体的整体强度,提高了施工安全的可靠性,保证了掘进工作面的顺利推进。另外,在煤矿生产的其它环节,如:掘进破碎带施工、处理巷道冒顶、堵水、治理瓦斯等情况,也可应用该技术进行治理。因此加注马丽散树脂技术是煤矿井下生产应大力推广的一项实用技术。
【参考文献】
[1]贵州力拓工程材料有限责任公司提供的注浆堵水方案.