B080407罗休克马丽散充填加固技术处理巷道高冒的实践

1、罗休克、马丽散充填加固技术处理巷道高冒的实践黄茂鸿1卞正荣21-徐州矿务集团有限公司，江旅外I2210062-徐州矿务集团权台煤矿，江旅州221063摘要权台煤矿在95147材料道施工时，发生高冒事故，采用架棚、穿钢管、打木垛处理后，仍然发生大范围顶板冒落。采用注射罗休克泡沫充填高冒空胴、注射马丽散N粘结碎煤肝以加固围岩后，巷道周边围岩的稳定性得到提高，安全性得到加强，掘进施工得以顺利进行。关键词罗克休泡沫马丽散N冒顶充填加固1工程概况权台煤矿北翼采区为深部开采，95147工作面材料道位于-1050-1089m水平。巷道施工中，揭露一条落差1.2m、倾角60。的正断层，巷道围岩肝石极其破碎，其

2、岩性为炭质泥岩。巷道掘出后，即发生严重冒顶事故，为此采取架拱形棚、穿钢管、打木垛等支护，支护后，再次发生冒顶，顶部碎岩呈扇形塌落并向前抽空，随动随漏，难以控制，因而被迫停止施工。经过多种方案比较，确定采取保留顶部碎肝，用罗休克泡沫对冒顶区进行充填，用马丽散加固周边围岩及碎肝，待巷道顶部和帮部碎岩胶固、围岩稳定后再向前施工的方案。2罗休克泡沫和马丽散的性能特征2.1 罗克休泡沫性能罗克休泡沫由树脂和强催化剂两种成分组成，具有高膨胀性，膨胀后体积为原体积的2530倍，泡沫反应迅速，常温下2030s可反应完毕，20min硬化后抗压强度0.2MPa左右，能临时阻止巷道周边围岩的运动。其产品性能见表1、

3、表2。表1罗克休基本成分技术数据基本成分树脂催化剂20°C时的密度（g/m3）1.21.3混合率（体积比）41混合比例（体积比）11表2罗克休聚合成分参数聚合成分12适用温度（。C）1525反应时间（min）52膨胀率（倍）2030203010%变形压力（MPa）0.10.20.10.2发火等级无火焰蔓延无火焰蔓延2.2 马丽散的性能马丽散N由树脂、催化剂组成的按一定比例配合的聚氨酯产品，两种合成材料均为液体，反应后具有较高的强度和很强的粘合力。产品注射进煤岩体以后，低粘度混合物保持液体状态几秒钟，能渗透进入细小的裂缝膨胀，使松散破碎煤岩体粘结成一体，提高围岩支撑力。其产品性能见表3

4、、表4。表3马丽散N基本成分技术参数基本成力、树脂惟化剂25。C时的密度（g/m）1.041.2325°C时的粘度（mps.s）200210混合比例（体积比）11表4马丽散N聚合产品技术参数聚合成分12适用温度（。C）1525粘度（mps.s）450250开始反应（min）1：150:45反应时间（min）2：101：25膨胀比（倍）1-21-2抗压强度（MPa）>60>60粘合力（MPa）>5>52.3 注浆设备采用ZBQS-8.4/12.5型气动注浆泵，它具有体积小，移动方便的优点，可实现注浆量、注浆配比和注浆压力的调节。3冒区充填加固方案3.1施工方案先

5、用罗休克泡沫对冒顶区上部已经形成的空洞进行充填，并对冒顶区顶上部围岩进行临时控制，避免出现再次垮落。加固循环长度视超前施工钢管难易程度而定，一般在3.55m左右，管与管的间距0.5m,从中间依次向两边排列，钢管角度仰角1020。左右。前端做成尖体。管体上打好花孔便于注浆。钢管末端采用焊接与注浆管路连接的装置。顶板加固后，用马丽散对巷道周边碎肝和破碎围岩进行注浆加固，超前注射23.5m,待巷道顶部和帮部碎岩胶固，巷道稳定后，再向前掘进施工。根据注浆范围及围岩的状况，具备掘进和支护条件时立即掘进和支护，若顶板和围岩仍然破碎，则需进行二次充填和加固，待巷道稳定后，再进行掘进和支护，直至通过冒顶区。3

6、.2施工步骤注浆加固施工步骤如下：根据现场情况合理设计注浆钻孔位置；钻注浆孔，孔直径为42mm,深度、方位角按现场情况而定；组装注浆设备并固定注射枪；开泵注浆，进行注浆作业。将两根吸料管分别插入马丽散树脂和催化剂桶中，活塞在气马达作用下运动，由于压力的作用使原料经过活塞进入输料管，再输送到注射枪内，通过注射枪注入岩体，原料渗入裂缝，进而快速反应达到加固的目的；停止注浆，用树脂冲洗管路和混合枪；换孔注浆，再重复25步骤；注浆完毕后，用清水和机油清洗注浆泵和管理。顶部冒顶区域填充罗克休如图1所示，注浆线路如图2所示。图1顶部冒顶区域充填罗克休示意图1-充填密闭空间；2-快速接头；3-注射枪；4-胶

7、管；5-注浆泵；6-树脂罐；7-催化剂罐图2注浆线路示意图4效益分析采用罗克休泡沫和马丽散充填加固高冒区巷道具有突出的综合效益。(1)提高了围岩的稳定性罗克休泡沫和马丽散含树脂和催化剂两种组分，注入煤岩层几秒钟后，化学反应生成的聚酯类产物膨胀，对围岩松动圈裂隙进行充填，对破碎松散的肝石进行粘结，使围岩形成整体结构，提高了围岩的稳定性和抗压承载能力。施工两个月后观察，没有明显的变形破碎。(2)保证了施工人员的安全冒顶区顶板及围岩较破碎，冒落处顶板不稳定，凭经验靠人工监护顶板，安全威胁较大。而注射罗休克泡沫、马丽散后，顶板碎岩胶结较好，施工人员无需站在冒顶区施工，从而保证了施工期间工作人员的安全。

8、注射罗克休泡沫、马丽散后，破碎状态得到改善，未发生冒顶现象。(3)降低了劳动强度常规处理冒顶的方式为架棚、穿梁、打木垛法和锚杆、锚索支护法，这些方法工作量大、施工环境差。采用注射罗克休和马丽散加固，施工时操作方便、劳动强度低。(4)加快了施工速度罗克休、马丽散反应迅速、硬化时间短，保证了充填加固工作的快速性，可用于隐患“急救”处理，不影响其它施工任务。(5)主要缺点采用罗克休、马丽散施工，生产成本增加；罗克休、马丽散的原材料树脂和催化剂是一种对皮肤有一定腐蚀性的化学物质，施工人员操作时需戴防护用品，并小心操作。5结论实践证明，采用罗克休泡沫、马丽散注射施工，能及时充填和加固高冒区，注射的浆液在裂隙中膨胀、渗透，胶结了破碎肝石，强化了巷道围岩，提高冒顶区