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南屯煤礦位于山東省鄒城市內(nèi)，為解決礦井煤壁風(fēng)化及金屬網(wǎng)氧化銹蝕等問題，研發(fā)了一種礦井封閉用新型噴堵材料和施工工藝，并在礦井73上23上順槽進(jìn)行了試驗及應(yīng)用，取得了較好的效果。

1概況

73上23上順槽布置于七采區(qū)北部，南鄰73上21工作面采空區(qū)，北部為實體煤，平均煤厚5.38m；煤層賦存穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，施工長度1137m，采用錨網(wǎng)＋鋼梯＋錨索支護(hù)，主要擔(dān)負(fù)運輸、通風(fēng)及行人等服務(wù)，是七采區(qū)的重要巷道。

2試驗方案

2.1噴堵試驗方案

由南屯煤礦掘進(jìn)二區(qū)組織實施，采用新型噴堵材料和施工工藝進(jìn)行噴堵試驗，實現(xiàn)堵漏風(fēng)、封閉金屬網(wǎng)和防風(fēng)化等目的。采用在原有巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)之上，對巷道煤壁進(jìn)行覆蓋的方式。其噴漿順序是先從一個方向噴一遍，接著再從另一方向復(fù)噴一遍，把煤壁裂隙和金屬網(wǎng)四周噴均勻；噴漿時堅持先頂后幫，從上向下的順序進(jìn)行。

2.2噴堵試驗配方及配比

73上23上順槽500m的巷道需要進(jìn)行噴堵，最初選取其中100m巷道，分別按不同的配比進(jìn)行分段噴堵試驗，剩余400m按試驗確定出的最佳方案進(jìn)行實施。第1段30m巷道。首噴時，水泥:環(huán)保型界面處理劑:快速噴漿復(fù)合料=90:6:10，水膠比0.45；復(fù)噴時，水泥:環(huán)保型界面處理劑:快速噴漿復(fù)合料=90:3:10，水膠比0.45。第2段20m巷道。首噴時，水泥:環(huán)保型界面處理劑:快速噴漿復(fù)合料=85:6:15，水膠比0.40。復(fù)噴時，水泥:環(huán)保型界面處理劑:快速噴漿復(fù)合料=90:6:10，水膠比0.40。第3段20m巷道。首噴時，水泥:環(huán)保型界面處理劑:快速噴漿復(fù)合料=90:6:10，水膠比0.50。復(fù)噴時，水泥:環(huán)保型界面處理劑:快速噴漿復(fù)合料=90:3:10，水膠比0.50。第4段30m巷道。首噴時，水泥:環(huán)保型界面處理劑:快速噴漿復(fù)合料=85:3:15，水膠比0.45。復(fù)噴時，水泥:環(huán)保型界面處理劑:快速噴漿復(fù)合料=85:6:15，水膠比0.45。噴層厚度1~2段采用2~5mm，3~4段采用

3噴堵試驗結(jié)果分析

（1）第一段試驗中主要是試驗以下幾個方面的問題：①在水膠比、快速噴漿復(fù)合料一定的情況下，試驗噴漿界面處理劑加入設(shè)計配方的上、下限量時，漿液的流動性、設(shè)備的出漿壓力、輸送距離、噴射高度、噴槍射出漿液的形狀等，比較兩者的差別；②試驗水膠比的大小是否符合稠度要求，不同聚合物摻量對漿液粘度的差別；③快速噴漿復(fù)合料摻量是否合適；④噴漿參數(shù)的確定。從試驗情況看，第一段采用的1、2配方，流動性1較2稍大一點，不是特明顯；出漿壓力、噴射高度、輸送距離、出漿量都在設(shè)備技術(shù)參數(shù)范圍內(nèi)，設(shè)備能滿足使用要求；水膠比合適，復(fù)合料摻加量基本合理；聚合物在6%時較3%時粘度大一些，掛漿液的效果更好。從噴漿效果來看，能覆蓋金屬網(wǎng)和煤壁，但噴層硬度和強度較強，封閉效果好，密實性能有效的控制漏風(fēng)，防止金屬網(wǎng)銹蝕。選取的噴漿參數(shù)較為合理。（2）第二段主要是試驗水膠比降低后，通過提高復(fù)合料的摻量，檢驗復(fù)合料對流動性的改進(jìn)情況，漿液硬化體的強度變化，同時試驗設(shè)備各性能參數(shù)變化。采用3、4配方試驗比較發(fā)現(xiàn)，3配方較4配方流動性大，但噴漿厚度薄，噴層膠結(jié)性好，致密較硬，強度較高，光澤較暗，封閉效果好；4配方漿液流動性減小，設(shè)備出漿難度增大。（3）第三段主要是試驗水膠比增大后，復(fù)合料的摻量不變，改變聚合物摻加量，試驗流動性的變化及噴漿效果，觀察漿液硬化體的強度變化，同時試驗設(shè)備各性能參數(shù)變化。采用5、6配方，膠結(jié)性較好，致密較硬，光滑、光澤較亮，封閉效果好。6配方流動性更好，出漿速度較快，光澤亮度更好，設(shè)備使用效果更好。（4）第四段主要是試驗水膠比一定時，改變聚合物摻加量，試驗流動性的變化及噴漿效果，觀察漿液硬化體的強度變化，同時試驗設(shè)備各性能參數(shù)變化。采用7、8配方，8配方較7配方膠結(jié)性更好，致密較硬，強度高、光滑、光澤較亮，封閉效果好，回彈量小，凝固快。7配方流動性更好，黏度較小，出漿速度較快，設(shè)備使用8比7效果好。由于以上配方及試驗方案的選取都是在實驗室優(yōu)化配比范圍內(nèi)進(jìn)行的，盡管試驗有一定的差別，但基本都能滿足要求。綜合考慮漿液流動性，噴漿設(shè)備的噴射效果、噴層封閉性、密實度及硬化體的強度，以及與煤壁、技術(shù)材料的粘結(jié)強度等，最合理的材料配比為水泥:噴漿環(huán)保型界面處理劑:快速噴漿復(fù)合料=100:5~6:10，水膠比0.45~0.5。

4試驗結(jié)果應(yīng)用

按照試驗、分析確定的噴漿配比，進(jìn)行了15個班次噴漿，完成巷道噴漿400m。檢測表明：實現(xiàn)封閉效果好，能覆蓋金屬網(wǎng)和煤壁，有效防止煤壁風(fēng)化和金屬網(wǎng)銹蝕現(xiàn)象。

作者:尹清濤 嚴(yán)九林 唐向新 單位:兗州煤業(yè)股份有限公司南屯煤礦