煤矿施工工艺研究

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南屯煤矿位于山东省邹城市内，为解决矿井煤壁风化及金属网氧化锈蚀等问题，研发了一种矿井封闭用新型喷堵材料和施工工艺，并在矿井73上23上顺槽进行了试验及应用，取得了较好的效果。

1概况

73上23上顺槽布置于七采区北部，南邻73上21工作面采空区，北部为实体煤，平均煤厚5.38m；煤层赋存稳定，结构简单，施工长度1137m，采用锚网＋钢梯＋锚索支护，主要担负运输、通风及行人等服务，是七采区的重要巷道。

2试验方案

2.1喷堵试验方案

由南屯煤矿掘进二区组织实施，采用新型喷堵材料和施工工艺进行喷堵试验，实现堵漏风、封闭金属网和防风化等目的。采用在原有巷道支护结构之上，对巷道煤壁进行覆盖的方式。其喷浆顺序是先从一个方向喷一遍，接着再从另一方向复喷一遍，把煤壁裂隙和金属网四周喷均匀；喷浆时坚持先顶后帮，从上向下的顺序进行。

2.2喷堵试验配方及配比

73上23上顺槽500m的巷道需要进行喷堵，最初选取其中100m巷道，分别按不同的配比进行分段喷堵试验，剩余400m按试验确定出的最佳方案进行实施。第1段30m巷道。首喷时，水泥:环保型界面处理剂:快速喷浆复合料=90:6:10，水胶比0.45；复喷时，水泥:环保型界面处理剂:快速喷浆复合料=90:3:10，水胶比0.45。第2段20m巷道。首喷时，水泥:环保型界面处理剂:快速喷浆复合料=85:6:15，水胶比0.40。复喷时，水泥:环保型界面处理剂:快速喷浆复合料=90:6:10，水胶比0.40。第3段20m巷道。首喷时，水泥:环保型界面处理剂:快速喷浆复合料=90:6:10，水胶比0.50。复喷时，水泥:环保型界面处理剂:快速喷浆复合料=90:3:10，水胶比0.50。第4段30m巷道。首喷时，水泥:环保型界面处理剂:快速喷浆复合料=85:3:15，水胶比0.45。复喷时，水泥:环保型界面处理剂:快速喷浆复合料=85:6:15，水胶比0.45。喷层厚度1~2段采用2~5mm，3~4段采用

3喷堵试验结果分析

（1）第一段试验中主要是试验以下几个方面的问题：①在水胶比、快速喷浆复合料一定的情况下，试验喷浆界面处理剂加入设计配方的上、下限量时，浆液的流动性、设备的出浆压力、输送距离、喷射高度、喷枪射出浆液的形状等，比较两者的差别；②试验水胶比的大小是否符合稠度要求，不同聚合物掺量对浆液粘度的差别；③快速喷浆复合料掺量是否合适；④喷浆参数的确定。从试验情况看，第一段采用的1、2配方，流动性1较2稍大一点，不是特明显；出浆压力、喷射高度、输送距离、出浆量都在设备技术参数范围内，设备能满足使用要求；水胶比合适，复合料掺加量基本合理；聚合物在6%时较3%时粘度大一些，挂浆液的效果更好。从喷浆效果来看，能覆盖金属网和煤壁，但喷层硬度和强度较强，封闭效果好，密实性能有效的控制漏风，防止金属网锈蚀。选取的喷浆参数较为合理。（2）第二段主要是试验水胶比降低后，通过提高复合料的掺量，检验复合料对流动性的改进情况，浆液硬化体的强度变化，同时试验设备各性能参数变化。采用3、4配方试验比较发现，3配方较4配方流动性大，但喷浆厚度薄，喷层胶结性好，致密较硬，强度较高，光泽较暗，封闭效果好；4配方浆液流动性减小，设备出浆难度增大。（3）第三段主要是试验水胶比增大后，复合料的掺量不变，改变聚合物掺加量，试验流动性的变化及喷浆效果，观察浆液硬化体的强度变化，同时试验设备各性能参数变化。采用5、6配方，胶结性较好，致密较硬，光滑、光泽较亮，封闭效果好。6配方流动性更好，出浆速度较快，光泽亮度更好，设备使用效果更好。（4）第四段主要是试验水胶比一定时，改变聚合物掺加量，试验流动性的变化及喷浆效果，观察浆液硬化体的强度变化，同时试验设备各性能参数变化。采用7、8配方，8配方较7配方胶结性更好，致密较硬，强度高、光滑、光泽较亮，封闭效果好，回弹量小，凝固快。7配方流动性更好，黏度较小，出浆速度较快，设备使用8比7效果好。由于以上配方及试验方案的选取都是在实验室优化配比范围内进行的，尽管试验有一定的差别，但基本都能满足要求。综合考虑浆液流动性，喷浆设备的喷射效果、喷层封闭性、密实度及硬化体的强度，以及与煤壁、技术材料的粘结强度等，最合理的材料配比为水泥:喷浆环保型界面处理剂:快速喷浆复合料=100:5~6:10，水胶比0.45~0.5。

4试验结果应用

按照试验、分析确定的喷浆配比，进行了15个班次喷浆，完成巷道喷浆400m。检测表明：实现封闭效果好，能覆盖金属网和煤壁，有效防止煤壁风化和金属网锈蚀现象。

作者:尹清涛 严九林 唐向新 单位:兖州煤业股份有限公司南屯煤矿