摘要：谢桥矿12326工作面系孤岛工作面，其相邻的12226工作面和12426工作面均已回采完毕，在12326工作面回采期间，受相邻采空区及其自身超前压力影响，加之回采期间共计需过15条巷道、1个放水钻孔、1个溜煤眼，两巷压力显现剧烈，顶底板和两帮移近量较大，为确保通风断面和工作面正常回采，把巷道变形控制在一定范围内，在12326工作上顺槽超前注无机复合注浆材料。
关键词：孤岛工作面；超前压力；巷道变形
深部开采已成为采矿业未来发展的必然趋势，随着开采深度的增加,带来了一系列工程灾害和技术难题,其中深部留窄煤柱沿空掘巷的控制问题尤为突出。同时为了提高煤炭资源的利用率，回采巷道一侧为开采煤体另一侧多采用窄煤柱布置。窄煤柱的留设一方面可提高资源的采出率，避免造成资源浪费；这些巷道共同的特点是在二次采动、应力叠加等因素影响下围岩节理裂隙发育,松散破碎,矿压显现强烈,片帮和底鼓量大,尤其是煤柱侧收敛严重,巷道需要多次翻修,传统方法已难以有效控制,严重制约矿井的安全生产。
1概况
12326工作面为西翼B组采区6煤层三阶段，东起西翼B组采区上山，西至Fs247断层。上顺槽煤层底板标高为-539.4～-557.8m，下顺槽煤层底板标高为-599.7～-611.8m。上阶段12226工作面已于2013年7月11日收作，12226下顺槽与12326上顺槽之间煤柱7.0m；下阶段12426工作面已于2016年7月29日收作，12326下顺槽与12426上顺槽之间煤柱8.0m；；东边11426工作面已于2013年10月10日收作，11326工作面已于2014年12月21日收作； 12326工作面西段已于2017年10月25日收作；现采的12326工作面东段系孤岛工作面。工作面倾斜长222.1m，走向长1603m。
2 存在问题
12326工作面东段回采约300m后，上、下出口矿压显现剧烈，顶底板和两帮移近量大，上出口50m范围内，两帮日移近量约80mm，顶底板日移近量100mm左右，现场虽采取了施工木垛、打顶部锚索、撕帮、卧底等措施，效果仍不明显，为了解决好这一问题，经研究决定，在距上出口200m以外顺槽巷道相对稳定地段进行注无机复合注浆材料进行加固。
3 解决方案
为了解决好矿压治理，我队从现场实际出发，决定对工作面上顺槽上帮7.0m的煤柱进行注无机复合注浆材料。
3.1 无机复合注浆材料的特点
1）无机复合注浆材料无毒、无味、无污染、无腐蚀性、阻燃。
2）注浆材料搅拌需水量少（为普通水泥注浆料加水量的30%左右），且24h泌水率为0。
3）固化过程不产生高温，注浆安全可靠。
4）该无机复合注浆材料成本低（为普通化学主将材料价格的30%左右），工程应用经济性强。
5）研制的复合注浆材料28d单轴抗压强度不低于45MPa，抗折强度不低于7 MPa；残余抗压强度较常规PO42.5水泥提高30%以上(20-25 MPa)；无机加固材料和煤体的粘结性好，解决在采煤过程中出现的片帮、冒顶现象，使生产更加安全可靠。
6）初凝时间长（>5h）, 流动性好，渗透性强；大压力、大流量条件下可完成远距离（>150m）深孔预注浆，实现对破碎带或断层的超前加固。
7）地面混合装袋，成品下井，现场搅拌直接应用，操作简单，易推广。
3.2 注浆工器具
现场打孔使用ZQS-50/1.5S型帮部锚杆机一台，配套帮部麻花钻杆、¢28mm钻头、配套钻尾、ZF-A22型自膨胀封孔器、2m长4分钢管制作的注浆管、风动搅拌桶、ZBY3/16-22双液电动注浆泵。
4 注浆参数的确定
注浆具体情况见下表
由上表注浆参数可得知，具体参数的确定范围。
总体来看，开孔位置距顶板应保持在1.7~2.3m之间，由上表可知，在距顶板1.7~2.3m之间时，注浆浆液相对多一些。
注浆孔的角度应保持适当的仰角。
对于7.0m的煤柱来说，合适的孔深应在2.0~3.0m之间，否则易漏浆液，要么煤柱表面漏浆，要么浆液漏至临近的采空区内，无法达到应有的注浆效果。
从封孔长度来看，即封孔器安装位置距孔口的距离应有1.1~1.8m之间，否则注浆量和注浆管安装易受影响。
5 效果验证
为了验证现场注浆效果，确定个别孔注浆量异常的原因，我们在现场施工四个验证孔，并采用OLYMPUS的窥视仪进行了窥视。注浆前和注浆后，煤柱强度是不一样的，注浆后，使用帮部锚杆机明显困难很多，正常需要2人施工的，施工验证孔时，现场由三至四人操作帮部锚杆机,且受人力限制，最深孔仅施工4m就不得不放弃了。
从验证孔最深仅4.0m的验证孔来看，注浆的浆液分布主要是在距孔口2.0~4.0m的位置，这是煤柱的中间部分，这就说明注浆的浆液能达到煤柱内部，起到承受载荷的作用。
当个别孔注浆量相对较大时，并不一定是浆液跑到采空区内，也可能是煤柱内裂隙发育，如S201-1.3m处的注浆孔，通过窥视，发现孔内注浆处较为明显，煤体裂隙发育。
现场注浆跟班中，个别孔注浆时，煤柱内会发出咚咚声响，且注浆泵压力表超出正常4MPa注浆压力，而达到6MPa压力，这说明浆液压力明显，煤柱受压产生裂隙，浆液往裂隙涌入。我个人认为这是注浆应达到的最好效果。
6 结论
通过12326上顺槽注浆的参数分析，对注浆开孔位置、开孔高度、开孔的仰俯角等都产生了一个相对较优的参数，为今后12326工作面沿空煤柱加固及以后相似条件下的煤柱加固提供了依据，值得在类似工作面两推广。
通过该项技术可以减少了漏浆量，按每个孔节约50公斤无机盐，每20个注浆孔就可节省无机盐1t，节约材料费1750元，年节约注浆材料费12.77万元。
另外实施该项技术可以有效减少了职工劳动强度，大大提高工作效率。
参考文献：
[1]王建文;柠条塔煤矿注浆加固方案优化设计[A];西部矿山建设工程理论与实践[C];2009年
论文作者:冯成名
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第05期
论文发表时间:2019/6/21
标签：注浆论文; 工作面论文; 浆液论文; 巷道论文; 裂隙论文; 无机论文; 材料论文; 《工程管理前沿》2019年第05期论文;