煤矿局部风化破碎围岩巷道化学注浆控制顶板技术的研究及应用.doc

附件1项目编号：12190101 研究开发项目任务书项目名称： 局部风化破碎围岩巷道化学注浆控制顶板技术的研究及应用承担单位： 霍州煤电集团晋北煤业有限公司山浪煤矿协作单位： 山东浩珂矿业开发机构： 霍州煤电技术中心起止时间： 2011年7月-2012年8月项目负责人：王吉渊 技术中心2012年8月1日 一、 项目立项的目的意义及必要性我矿副斜井与的施工与回风大巷及轨道大巷立交，副斜井与回风大巷及轨道大巷均为 “十字形”立交，与回风大巷及轨道大巷立交层间距分别为7.3m和2m，立交位置岩层均有不同程度的风化，顶板围岩破碎，维护困难，为保证巷道顺利通过立交位置，我矿将在立交位置进行预注浆，加固顶板（注浆材料为马丽散）。一采区总回风巷穿风氧化带，顶板围岩风化破碎，进行化学注浆，加固顶板（注浆材料为马丽散）。 二、主要研究、试验内容、目标、技术关键及主要技术经济指标在掘进施工过程中遇局部顶板风化，主要以风化泥岩为主，且构造裂隙较多，围岩自身强度低，巷道开掘后顶板极易变形垮落，顶板围岩破碎，支护很难起到最大效果，在巷道开掘前，首先超前注马丽散，利用马丽散的粘合力提前将围岩加固，使破碎围岩粘结（粘结强度可达6MPa以上）和并与稳定围岩相连，提高围岩掘进前的强度，有效阻止直接顶的离层垮落，加之铺设金属网提高支护管理。三、 达到的技术水平，经济、社会效益及推广应用的前景化学浆粘度较低且注入前为液体，可以很好的渗入到细小的裂隙，粘结强度可达6MPa以上，高度膨胀可以在渗入岩层裂隙后可以充分填充裂隙，极好的粘合力可将破碎的围岩很好的进行粘合对于架棚巷道可以保证围岩的整体性，使棚子达到更好的支护强度,马丽散抗压强度可达80MPa以上，极好的粘合力可以防止施工后，松散围岩的垮落，减小了后期修复的消耗，与喷浆配合施工效果会更好，良好的柔韧性能承受随后围岩发生的动压，马丽散抗拉强度可达28MPa以上，抗剪强度可达30MPa以上，具有较好的隔水性，在风化带使用可以防止淋水对风化带的不断侵蚀,造成进一步氧化。对氧化带的超前注浆，可以减小围岩的垮落，减小架棚支护中盘帮勾顶的消耗，及支护材料的消耗，更是大大的提高了掘进期间的安全系数。提前注浆在围岩破碎及因盖山厚度薄造成的煤岩层氧化掘进期间有着极好的效果，不但可以减小材料的消耗，更可以提高施工期间的安全系数。四、 采用的研究、试验方法和技术路线（包括工艺流程）为了减小巷道顶板的下沉量，达到井下巷道规定要求，根据巷道断面大小及现场情况制定以下钻孔布置注浆方案。根据巷道断面大小及提供资料制定以下钻孔布置注浆方案。注浆孔布置方式：1）注浆孔位置巷道顶板中间及U型钢棚两肩窝各布置一个，每排共计3个注浆孔，两边孔与垂直方向成70，孔排距为2.5m（化学浆扩散半径可达2.5m）。2）注浆孔参数孔径42mm，孔深46米，两边孔与竖直方向成70度，封孔深度1.52.0米。从开始注浆到浆液完全扩散或渗透到被注载体中所需要的时间为一般为1020分钟。3）、注浆材料材料注浆分为马丽散树脂和催化剂两种原料分别用塑料桶装，注浆配比为1：1。（4）注浆顺序。注浆顺序根据地质条件、现场环境及注浆目的来确定。对于裂隙沟通比较好的煤岩体可采用间隔跳孔注浆方式，来减少串浆，提高注浆效果；对于大面积范围应采用先外围，后内部的注浆顺序；对于破碎煤柱整体加固可采用深浅孔配合注浆方式；对于裂隙比较发育，跑冒浆液比较严重的注浆载体，可采用先浅部注浆，浆液扩散后在浅部快速形成类似“止浆墙” 的具有止浆效果的整体，再深部注浆，保证深部浆液扩散范围和注浆压力。五、现有技术基础及条件六、地点、试验规模和进度安排实验地点：霍州煤电晋北煤业公司实验规模：副斜井与皮带大巷、轨道大巷立交点进度安排：现副斜井与轨道大巷、回风大巷已立交完成，一采区总回风巷正在掘进中。七、承担单位和主要协作单位及分工承担单位：霍州煤电晋北煤业公司（负责提供现场施工的安排及工作面现场情况的数据收集）主要协作单位：山东浩珂矿业（负责注浆材料的提供及现场注浆施工的操作）八项目研究人员名单姓 名性别部 门职 称承 担 内 容负责人王吉渊男晋北公司工程师主持项目项目主要参加人贺百红男晋北公司工程师全面指挥杨保国男晋北公司工程师主持项目王小峰男晋北公司工程师设计杨璐男晋北公司助工设计李旺男晋北公司技术员督办曾步青男晋北公司技术员督办李德辉男晋北公司技术员督办九、项目用到的及需要增添的主要设备、仪器、材料所需材料：化学注浆料（马丽散）所需设备：专用注浆泵、配套注浆管十、经费总概算费用名称数量金额(万元)经费总概算研发人员薪酬费2仪器、设备和租赁费材料、燃料和动力费100研究开发费其他合计102序号费用名细费用总合计（包括跨年度）金额（万元）（包括跨年度）2011年2012年2013年1材料及低值易耗品费用2研发人员薪酬费23燃料和动力费1004仪器、设备折旧费5修理费6无形资产摊销7中间试验费8租赁费9产品设计费10工艺规程制定费11技术图书资料费12资料翻译费13培训费14办公费15差旅费16会议费17外委费18成果论证、鉴定、评审、验收费19与研发活动相关的其他费用合 计102十一、技术的先进性与技术资料技术先进性： 技术资料：马丽散化学浆扩散半径可达2.5m，开始注浆到浆液完全扩散或渗透到被注载体中所需要的时间为一般为1020分钟，材料注浆分为马丽散树脂和催化剂两种原料分别用塑料桶装，注浆配比为1：1，粘结强度可达6MPa以上，抗压强度可达80MPa以上，抗拉强度可达28MPa以上，抗剪强度可达30MPa以上，具有较好的隔水性。十二、技术成果与形式技术成果：国内