综采工作面使用马丽散处理冒顶事故

王 青

山西焦煤汾西矿业集团公司双柳煤矿生产技术科，山西吕梁 033300

综采工作面使用马丽散处理冒顶事故

王 青

山西焦煤汾西矿业集团公司双柳煤矿生产技术科，山西吕梁 033300

综采工作面地质条件极其复杂，特别是当通过断层、陷落柱、煤岩破碎等地质变化带时要及时加固煤壁。本文首先探讨了冒顶事故的含义与一般处理方法，论述了马丽散的应用特点与加固机理，通过案例论述了综采工作面使用马丽散来处理冒顶事故的方法与效果，同时探讨了完善对策，希望对我国综采工作面的安全使用提供参考。

综采工作面；马丽散；冒顶事故

当前我国各省市的厚煤层储量在我国煤炭总储量中约占44%。因此，厚煤层综采技术在很大程度上决定着我国整个煤炭行业的发展前景。近十几年来，我国整个煤炭行业大采高液压支架、刮板输送机和采煤机等配套设备的研制取得了重大突破，促进了高综采技术的进步。但是随着工作面煤壁和支架高度的加大，支架－围岩系统的稳定性降低，冒顶事故率增加，给煤矿的安全生产带来严重的隐患。笔者为此根据相关工作经验与实际地质材料，探讨了综采工作面使用马丽散来处理冒顶事故的方法与效果。

1 冒顶事故的含义与一般处理方法

1.1 冒顶事故的含义

冒顶事故是矿井采掘工作面生产过程中经常发生的。是指在地下开采中，上部矿岩层自然塌落的现象。

1.2 冒顶事故的一般处理方法

1）对局部小冒顶出现后，应先检查冒顶地点附近顶板支架情况，处理好折伤、歪扭、变形的柱子；沿煤的顶板掏梁窝，将探板伸入梁窝，另一头立上柱子；2）发生局部范围较大的冒顶时，如伪顶冒落，且冒落已停止，可采用从冒顶两端向中间进行探板处理。如直接顶沿煤帮冒落，而且歼石继续下流，块度较小，采用探板处理有困难时，可采取打撞楔的办法处理。如上述两方法不能制止冒顶，就要另开切眼躲过冒顶区。

2 马丽散的应用特点与加固机理

2.1 马丽散的应用特点

马丽散是一种低粘度的聚亚胺胶脂化学注浆材料，综采工作面使用马丽散来处理冒顶事故的优势如下：1）当树脂、催化剂和马丽散掺在一起时可产生化学反应，造成膨胀，马丽散可生成多元网状密弹性体，从而加强充填作用进行合理支护；2）马丽散遇水后可产生关联反应，也会发生急剧膨胀，从而可以产生二次渗透，可将其压入并充满裂隙，加强支护；3）浆液可注性好，当它被高压推挤，注入到工作面中，可沿工作面裂隙沿瞻直到将所有裂隙充填。

2.2 马丽散的加固机理

马丽散注射入地层后，马丽散与相关物质和水混合形成低粘度混合物，保持液体状态小会后，可自动渗透细小的裂缝，与裂缝粘结，有效地进行加固，从而控制矿井变形、坍塌，防止冒顶。应煤层中不含水时，膨胀倍数较低为2倍～4倍。主而有效地加固战密封处置区域。马丽散的利用范畴加固裂痕战不变地层封锁水源入口密封地层岩石加固锚杆密封。

3 综采工作面使用马丽散处理冒顶事故的案例分析

3.1 工程概况

汾西矿业双柳煤矿33408综采工作面位于一单斜构造之上，地层倾向西—北西，倾角0°～25°，平均5°。该工作面所采（3+4）#煤层，平均采高3.8m，属二叠系山西组下段顶部煤层，直接顶为黑灰色砂质泥岩，水平层理发育，半坚硬；老顶为灰黑色泥岩，性脆局部含砂节理裂隙发育未充填，半坚硬。工作面以北280m段，地层倾角逐渐增大，最大倾角达到25°。该工作面在初采过程中，由于空顶时间长，煤质松软，造成60-118#支架段煤壁片帮，进而引发大面积冒顶事故（支架宽1.5m）。

3.2 应用方法

从工作面58#支架至120#支架煤壁处煤层中部以30°～40°向上打孔，平均每3m布置一个，孔深不小于6m开始注浆。每孔注浆量根据注浆压力确定，施工时严格控制注浆压力，当出现大面积漏浆时，换孔注浆或停止注浆。同时操纵马丽散对煤体疏松带进止粘折加固，能够有效地增加顶部煤层的强度。

3.3 应用效果

3.3.1 提高工作面整体强度

马丽散注入地层后，在几秒钟内就开始发生化学反应，工作面不含水时，混合反应膨胀倍数相对少；在遇水后可发生急剧膨胀，膨胀倍数大大增加，可将马丽散压入并充满微小裂隙。注浆15min后，发现距离注浆孔约1.2m处有浆液渗出，仍可继续灌注。为此表明充马丽散可填空隙封闭通道，提高工作面整体强度，从而有效加固和密封软弱围岩。

3.3.2 提高工作面抗渗能力

马丽散注入地层后，可与水反应并封闭水流，挤压并粘结破碎工作面，有效支托已经离层的顶板及裂隙发育区域，将松软煤层进行固结，形成一个整体，提高支护强度、抗渗能力及整体性。

4 完善综采工作面使用马丽散处理冒顶事故的工艺措施

4.1 确定合理的工作面设计参数

综采工作面设计参数主要是工作面走向长度和倾斜长度，其设计合理与否直接影响工作面各项技术经济指标的完成。对工作面走向长度在不受地质条件影响的情况下，加大其长度无疑是有益的。它可减少工作面搬家次数，增长工作面均衡生产时间，降低初采和末采损失量在工作面损失率中占的比重。但其长度过大，增加了巷道维护和通风管理等方面的困难，所以工作面推进长度一般在800m～1 200m左右为宜。

4.2 减少工作面初采损失

对所有采掘地点地质构造巷道布置、采空关系，切眼及停采线煤柱等可能发生顶板问题的区域，定期进行安全排查。同时，在安排生产接续时，遵循采场矿压规律，避免邻面同时开展采掘活动，合理安排工作面接替，不能人为造成采区内孤岛工作面，带来压力集中及冲击地压隐患，最大限度地减少事故的发生。

4.3 建立多种支护方法

一些煤炭因地质条件复杂多变，运输环节相对复杂，随着井下工作面延伸拓展煤层压力加大，导致矿上顶板破碎情况时有发生，普通使用马丽散并不完全可靠。有煤矿摸索出了“楔钉式”方法进行支护。这种方法是视工作面实际情况在煤墙打合适浅眼，将锚固剂及1.8m长的废旧钻杆装入，并露出适当长度，在露出部分的钻杆上 面架料进行超前支护，这样一来，只支护一次就可有1.8m的走向距离，减少了人员劳作且操作方便、实用可靠，而且待推采过去后，将废钻杆回收还可继续使 用，现场试验后效果理想。

4.4 改进马丽散的产品性能

马丽散聚亚胶脂是由两种成份组成的聚亚胶脂产品，用于地层的加固和水流入口的封闭[8]。可通过加入一定量的加速剂提高产品的反应速度，从而有效地加固和密封处理区域。极好的粘合能力与地层形成很强的粘合，其良好的柔韧性能承受随后的地层运动，可与水反应并封闭水流，提高地层支撑力机械阻力高。

4.5 严格进行冒顶事故管理

严格冒顶事故监测管理，每个头面都设有冒顶管理员，对采掘工作面支护质量进行动态监测。对特殊地段、顶板来压等重要时段，都相应成立冒顶管理小组，做到数据分析及时，预报信息畅通，措施落实到位。面对顶板管理难度较大，采掘部门超前做好顶板管理工作，推行标准化施工，规范现场管理，优化和改进支护方式，提高支护质量，提高冒顶的安全可靠性。

总之，本文通过对综采工作面使用马丽散来处理冒顶事故的性能分析，确立了其效果与施工工艺流程，值得推广应用。

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1674-6708（2011）53-0126-02