马丽散注浆堵漏技术在沿空掘进巷道中的应用

刘 柏，鄢 利，汪占领，孙庆锋，渐怀柏

（1.兖州煤业股份有限公司济宁三号煤矿，山东济宁 272069;2.天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京 100013）

马丽散注浆堵漏技术在沿空掘进巷道中的应用

刘 柏1，鄢 利1，汪占领2，孙庆锋1，渐怀柏1

（1.兖州煤业股份有限公司济宁三号煤矿，山东济宁 272069;2.天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京 100013）

针对16302C运输巷掘进工作面沿空煤柱裂隙多，采空区漏风通道多，有害气体渗出导致该掘进工作面回风流中有害气体浓度增大，影响掘进工作面的安全生产与掘进速度的情况，采用马丽散注浆堵漏治理方案处理，堵漏效果良好，减小了采空区有害气体对沿空巷道掘进的影响，为沿空掘进巷道快速掘进提供了有力保证，对其他沿空掘进巷道沿空煤柱的堵漏具有借鉴价值。

马丽散;沿空掘进;注浆堵漏

济宁三号煤矿16302C运输巷掘进工作面沿3号煤层施工，顶板为复合顶板，底板为泥岩，煤层平均厚度3.8m，坚固性系数f=1.5～3。支护形式为锚杆、锚索与金属网联合支护。该巷道与临近的16302面采空区仅保留3m煤柱，属沿空掘进巷道。该巷道沿空掘进时受采动影响，沿空侧煤柱破损严重，有害气体渗出量大。为有效防止采空区有害气体的渗出，保证工作面沿空掘进的安全，决定使用马丽散对16302C运输巷沿空侧煤柱进行注浆堵漏，封堵漏风通道。

1 马丽散注浆材料简介

马丽散由树脂和催化剂2种材料组成，混合后2种材料组合反应发泡生成多元网状致密弹性体，具有高度黏合力和较好的机械性能，能与煤体高度黏合，从而有效地对受损煤壁的裂隙进行封闭。

马丽散通过加入一定的加速剂提高产品的反应速度，注入破碎煤体后，低温度混合物保持液体状态几秒钟，在强大的注射压力下能很快充分渗透到细小的裂隙中膨胀凝固，从而有效密封煤岩体的漏风通道，提高煤岩体的整体性。

马丽散基本成份性能参数见表1，马丽散聚合产品性能参数见表2。

表1 马丽散基本成份性能参数

表2 马丽散聚合产品性能参数

2 井下应用实例

2.1 沿空掘进巷道概述

16302C运输巷为沿空掘进巷道，东临16302采空区，煤柱尺寸为0.7～3.2m不等，煤柱较窄，受压力影响，煤柱破碎裂隙增多，导致16302采空区有害气体沿煤柱裂隙渗出到16302C运输巷掘进工作面回风流中，在16302C运输巷沿空掘进初期，其回风流中的 CO2浓度 3.2%，CH4浓度0.82%，CO浓度达0.012%，有害气体浓度超过了《煤矿安全规程》的规定值，存在安全隐患。

2.2 施工材料及机具

马丽散树脂和催化剂、多功能风动注浆泵、混合注射枪、φ13mm高压软管4根、φ19mm高压软管2根、注浆管、棉纱若干。马丽散树脂与催化剂的体积比为1∶1，重量比为1∶1.17。

2.3 压注马丽散施工

2.3.1 钻孔施工参数

自16302C运输巷东帮鸡嘴以北9.6m始，至原16302运输巷停采线绞车窝北帮以北1m止共35m范围内布置注浆钻孔 （见图1）。注浆钻孔垂直16302C运输巷东帮水平施工，钻孔呈三花眼布置，间距 1.5m，排距 1.1m，下部钻孔距离16302C运输巷巷道底板1.1m（见图2）。

图1 钻孔布置范围

图2 钻孔布置

2.3.2 注浆施工工艺

马丽散树脂的注浆施工工艺:打眼→埋设注浆管→用高压胶管连接注射枪和注浆泵→将2根吸管分别插入装有马丽散树脂和催化剂的桶内→开泵注浆 （注浆压力5MPa）→冲洗机具→停泵→拆卸注射枪。

（1）打眼 施工人员使用MQT－50B型风动帮锚杆钻机、长1.9m麻花钻杆配φ30mm合金钢钻头打注浆孔，注浆孔深度L及个数按煤柱不同分为:1.1m孔25个 （大断面处），0.4m孔3个（绞车窝处），1.5m孔23个 （其他位置）。

（2）埋设注浆管 注浆管长度1m（绞车窝处注浆管0.4m），将宽度300mm的棉纱沾马丽散，然后均匀的缠绕在注浆管上，棉纱距离注浆管入口50mm;并在缠好的棉纱上使用扎丝捆绑，扎丝距离棉纱两侧50mm，将注浆管插入注浆孔内，注浆管外露煤壁50mm（见图3）。

图3 注浆管埋设布置

（3）注浆机具的连接 用1根φ13mm高压胶管与注射枪和注浆管连接，2根φ13mm高压胶管连接注射枪和注浆泵，1根φ13mm高压胶管与压风管路和注浆机连接，将注浆机上的2根吸管分别插入装有马丽散树脂和催化剂的桶内。

钻孔注浆顺序:先注下部的第1个注浆孔，再注上部的第1个注浆孔，然后由南向北依次压注。

（4）注浆 打开气泵开关，活塞在气动马达作用下运动，压力使原料经过活塞进入高压胶管到注射枪，然后混合液经高压胶管进入注浆管，最后由注浆管注射到16302C运输巷的煤壁，混合液在强大的压力作用下渗透到煤壁中并很快凝固成固体，从而完成了煤体加固和堵漏。

每孔注浆量根据注浆压力确定，施工时必须严格控制注浆压力。当注浆压力达到5MPa或帮上有浆液渗出时必须换孔或停止注浆。若多功能泵出现故障时，要在原孔附近重新打眼注浆。注浆过程中出现漏浆时，采用间歇式注浆。

（5）冲洗机具 每一孔注射结束或因为其他原因停止注浆时，必须立即将2根吸管插入油水混合液中清洗泵体、管路及注射枪。

（6）停泵 机具冲洗完成后，关闭气泵开关，关停注浆泵。

（7）拆卸注射枪 当班工作完成后，将高压胶管、注射枪、注浆泵等连接部件全部拆卸。

2.4 注浆操作注意事项

马丽散的2种原材料均具有一定的腐蚀性，且催化剂吸入有害，工作人员必须穿好必要的工作服，戴好手套、防护眼镜和口罩，工作现场备好清水和肥皂。马丽散原料一旦溅入眼内，应及时用大量清水冲洗;溅到皮肤上时，应用大量肥皂水洗净;出现事故或不适感时，应立即就诊。

3 应用效果

此次注浆钻孔共计51个，注浆完毕后，经检查16302C运输巷沿空侧煤柱无明显漏气现象，采空区有害气体的渗出明显减少，注浆堵漏效果良好。16302C运输巷掘进工作面回风流中CO2浓度降低到0.04%，O2浓度上升到20.8%，CH4浓度为0.02%，符合《煤矿安全规程》的要求，消除了有害气体对该掘进工作面安全生产和快速掘进的不利影响。

4 结论

采空区有害气体沿煤柱裂隙渗出，使沿空掘进工作面回风流中有害气体增加，给沿空掘进工作面带来安全隐患，严重影响了掘进工作面的安全生产和掘进速度。济宁三号煤矿采用马丽散注浆堵漏技术治理采空区有害气体渗出，施工工艺简单灵活，施工速度快，效果明显，消除了安全隐患，提高了劳动效率，即能保证安全生产，又能提高掘进速度，具有一定的推广应用价值

［1］申志平.斜井破碎围岩锚注联合加固技术应用研究［J］.煤矿开采，2009，14（4）:62－63.

App lication of Grouting and Leakage Stoppage Technology with Marithan in Driving Roadway along Gob

LIU Bai1，YAN Li1，WANG Zhan-ling2，SUN Qing-feng1，JIAN Huai-bo1

（1.Jisan Colliery，Yanzhou Coal Co，Ltd，Jining 272069，China; 2.Coal Mining＆Designing Department，Tiandi Science＆Technology Co，Ltd，Beijing 100013，China）

Roadway driving safety and speed were affected by harmful gas content increasing in return air caused by harmful gas effusion from fissures in coal-pillar along gob in 16302C transportation roadway driving Marithan was applied to being grouted into pillar to reduce the influence of harmful gas on driving Good leakage stoppage showed that thismethod could keep fast driving and provide reference for other roadways driven along gob.

marithan;driving roadway along gob;leakage stoppage by grouting

TD265.4

A

1006-6225（2011）05-0052-02

2010－12－23

天地科技工艺技术创新项目:弱胶结软岩巷道钻孔孔底快速扩孔锚固技术研究 （KJ－JJ－2011－KCSJ－05）

刘 柏 （1976－），男，山东济南人，助理工程师，从事煤矿通风与安全工作，现任通风科长。

［责作编辑:林 健］