1、山西陽城陽泰集團(tuán)屯城煤業(yè)有限公司13707（上）綜采面揭露老巷充填加固工程實(shí)施方案二一七年二月八日1 概 況 本方案是根據(jù)太原理工礦山設(shè)計(jì)研究所山西陽城陽泰集團(tuán)屯城煤業(yè)有限公司13707（上）綜采面揭露老巷充填加固施工技術(shù)設(shè)計(jì)方案（以下簡稱設(shè)計(jì)方案）確定的。 根據(jù)山西陽城陽泰集團(tuán)屯城煤業(yè)有限公司3#煤層2017年規(guī)劃圖及3#煤層采掘工程平面圖，礦井與2017年上半年開始回采13707（上分層）綜采工作面，但是由于該工作面所圈定區(qū)域下分層存在多條空巷，各巷道的圍巖穩(wěn)定性較好，13707（上分層）綜采工作面在回采過程中將不斷的穿越下分層空巷，如果對下分層空巷處理不當(dāng)，將導(dǎo)致13707（上分層）綜采

2、工作面無法通過下分層空巷，因此需對下分層空巷進(jìn)行采前處置。綜合經(jīng)濟(jì)條件、地質(zhì)環(huán)境及空巷現(xiàn)存狀況等條件，最終確定使用超高水充填材料，對空巷采用采前注漿充填的方式，以保證工作面能夠順利回采。 下分層空巷的充填治理主要是利用注漿充填法營造出一個(gè)再生承載層來保證綜采設(shè)備順利通過。下分層空巷充填處理控制原理就是根據(jù)下分層空巷的賦存條件及工作面條件，確定再生承載層的厚度與強(qiáng)度，減緩再生底板在綜采設(shè)備的壓力下的下沉量并能保證順利推進(jìn)通過，減緩頂板垮落煤巖層對工作面頂板的沖擊，并能承載垮落的煤巖層，確保工作面安全通過下分層空巷。再生承載層的強(qiáng)度和厚度決定再生承載層穩(wěn)定。2充填加固實(shí)施方案 根據(jù)13707綜采面

3、的具體地質(zhì)條件和充填注漿施工工藝的技術(shù)要求，本方案設(shè)計(jì)采取現(xiàn)場近距離制漿、短距離管道輸送、大流量小壓力注漿施工。2.1工程量與工期 依據(jù)設(shè)計(jì)方案工程量如下： 1、走向方向布置的七個(gè)橫貫巷道：橫貫長度25m，巷高3m，巷寬4m。 單個(gè)橫貫原始空洞體積：25*3*4=300m3 七個(gè)橫貫原始空洞體積：7*300m3=2100m3 七個(gè)橫貫長度：7*25=175m 2、平行工作面六個(gè)橫貫巷道：橫貫長度暫按23m，巷高3m，巷寬4m 單個(gè)橫貫原始空洞體積：23*3*4=276m3 六個(gè)橫貫原始空洞體積：6*276m3=1656m3 六個(gè)橫貫長度：6*23=138m 3、下分層兩條平行工作面巷道：長度暫

4、按134*2=268m，巷高3m，巷寬4m 原始空洞體積：2*134*3*4=3216m3 綜上，共計(jì)需充填巷道長度: 581m，礦硐容積：6972m3。每噸高水材料預(yù)計(jì)充填體積4m3，合計(jì)需用高水材料2100噸。按“三八”制作業(yè)循環(huán)計(jì)劃，預(yù)計(jì)工期20工作日，預(yù)留首個(gè)充填點(diǎn)巷道準(zhǔn)備工作以及補(bǔ)液注漿順延時(shí)間10日，預(yù)計(jì)總工期30個(gè)工作日。分地點(diǎn)充填參數(shù)明細(xì)表充填巷道名稱單個(gè)空巷容積（m3）合計(jì)容積（m3）充填方式水灰比用量（t）預(yù)計(jì)凈工期備注單巷（h）合計(jì)（d）走向方向布置的七個(gè)橫貫巷道，長度共計(jì)175m。3002100超高水材料充填4:1525164.8平行工作面六個(gè)橫貫巷道，長度共138m。

5、2761656超高水材料充填4:1414153.8下分層兩條平行工作面巷道，長度共268m。16083216超高水材料充填4:1804857.5小計(jì)174316.1總計(jì)210020增大系數(shù)1.2 注：上表中為防止不確定因素造成漿液流失影響投入。計(jì)劃凈工程量、工期等參數(shù)均增加系數(shù)1.2。2.2 注漿設(shè)備 注漿設(shè)備的選型目前以江蘇鎮(zhèn)江長城注漿設(shè)備有限公司生產(chǎn)的充填注漿設(shè)備應(yīng)用較廣，用于雙液充填的電動(dòng)泵性能指標(biāo)見表7-1。圖7-1 ZBYSB320/8-22型煤礦用雙液變量注漿泵表7-1 雙液充填泵性能指標(biāo)型號(hào)額定流量L/min 壓力MPa 輸入功率kw 質(zhì)量kg 備注煤礦用雙液變量注漿泵ZBYSB

6、320/8-223208221000四檔變速往復(fù)沖次500次/分鐘 雙液漿比 11 油箱容量 200 L 液壓油質(zhì)46、68號(hào)抗磨液壓油 防爆電機(jī)YBK2-180L-4 電機(jī)功率22KW使用電壓380V/660V/1140V 油泵型號(hào)63YCY14-1B 外形尺寸 1.61.01.5m 主機(jī)重量1000Kg2.3 制漿站 制漿站布置基本要求如圖7.2所示。 （1）制漿站需占用寬約3.4m，長約20m的一段巷道或硐室，以便同時(shí)安置充填設(shè)備、儲(chǔ)備一定量的充填材料。 （2）制漿站堆料平臺(tái)應(yīng)能放置兩天使用的充填材料。為使材料能保持干燥，平臺(tái)應(yīng)鋪墊木板。若頂板淋水，要掛防水塑料布。甲、乙兩種材料不能混放

7、，應(yīng)分別堆放。運(yùn)料礦車應(yīng)能進(jìn)入堆料平臺(tái)旁，以減輕工人裝卸運(yùn)料強(qiáng)度。 （3）制漿站用2英寸鋼管供水，要求供水能力達(dá)到20m3/h，以及時(shí)給攪拌桶加水，保證充填工作連續(xù)進(jìn)行。 （4）為滿足不間斷注漿需求，制漿站共設(shè)計(jì)四個(gè)攪拌器（即：甲、乙每種兩個(gè)攪拌器交替制漿單），罐體凈容積不低于5 m3。根據(jù)注漿泵泵送能力，制、注漿期間單漿攪拌器交時(shí)間為30min，故計(jì)算單攪拌器投料、注水時(shí)間不得大于25min。 （5）制漿站要有專人負(fù)責(zé)看守，以避免設(shè)備零件損壞丟失。 （6）制漿站與充填點(diǎn)間要設(shè)立電話信號(hào)聯(lián)系。1泵站 2 充填泵 3 過濾器 4 攪拌桶5 堆料平臺(tái) 6 排水溝 7 軌道 8 防爆開關(guān)圖7.2 制

8、漿站布置2.4 管路與信號(hào)聯(lián)絡(luò)系統(tǒng) （1）注漿管路。注漿管路由“輸漿管路、螺旋混合器、充填管路及余漿分流管路”組成。別由KJR32高壓膠管和57mm（2英寸）無縫鋼管或焊接鋼管組成。輸漿管路有兩路，均從制漿站到充填點(diǎn)，一趟輸送甲料，另一趟輸送乙料。為使充填方便可靠，充填泵與鋼管之間用高壓膠管過渡連接，充填鋼管與混合器間也要用高壓膠管過渡連接，混漿管使用高壓膠管。 （1）膠管與鋼管間使用高壓專用快速接頭。、 （2）混合器距充填作業(yè)點(diǎn)距離不低于50m。 （3）距充填地點(diǎn)最近空巷位置，在充填管路上設(shè)置三通，及開關(guān)蝶閥，用于超注時(shí)分流余漿。 （2）清水供應(yīng)管路。為使充填連續(xù)作業(yè)，應(yīng)盡量縮短往攪拌桶中加

9、水時(shí)間。每個(gè)攪拌桶設(shè)單獨(dú)清水供應(yīng)管，管徑不小于2寸。 （3）信號(hào)系統(tǒng)。充填點(diǎn)與充填硐室間相隔較遠(yuǎn)，必須設(shè)置信號(hào)聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)，采用聲光信號(hào)聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)。螺旋混合器示意圖說明：（1）圖中所有數(shù)字尺寸單位為mm。（2）6吋管型號(hào)DN150，壁厚8mm。（3）螺旋葉片用5×140×400的鐵片扭曲180°而成，包括兩種，一種是順時(shí)針擰，另一種是逆時(shí)針擰（右旋跟左旋）。（4）相鄰兩節(jié)中的螺旋葉片旋轉(zhuǎn)方向相反，并相錯(cuò)90°。（5）焊接完成后，必須保證螺旋葉片光滑，不得出現(xiàn)毛刺。（6）為便于焊接螺旋葉片，筒體做成兩個(gè)半圓形，焊接完成后，再把筒體焊接起來，保證其密封要求，并且兩

10、端均用法蘭連接。（7）所接水管主要用于工作面或制漿出現(xiàn)故障時(shí)監(jiān)時(shí)清洗管路所用。故所接水管處應(yīng)設(shè)置開關(guān)，正常時(shí)關(guān)閉；因故障臨時(shí)停止充填時(shí)，則要及時(shí)打開，用水把停留在混合管及消防軟管中的混合漿體沖出，防止固結(jié)堵管。2.5 待充填巷道準(zhǔn)備由于揭露橫貫老巷頂部均有不同冒落，故為防止?jié){液注入時(shí)頂部形成聚氣空腔，巷道兩端砌筑密墻前須在巷道注漿側(cè)沿頂板鋪設(shè)兩路接頂注漿管路到巷道各最高冒落點(diǎn)頂端，兩管中一為接頂注漿管，另一路為排氣管（接頂注漿管路出口低于排氣管口）。而后在巷道兩端砌筑密閉墻并預(yù)留充填灌漿口和液位觀察排氣口。注漿期間隨充填漿液面增長，逐個(gè)封閉液位觀察排氣口，待液面沒過灌漿口時(shí)改用接頂注漿管路實(shí)施

11、接頂注漿。詳見下圖 注：灌漿口預(yù)埋管路為4吋鋼管。接頂漿注管為2吋注漿鋼管，液位觀察排氣管為2吋焊管。2.6充填工藝流程 老巷充填工程總體步驟如下： 注漿站安裝 原材料下運(yùn) 充填巷道（橫貫）準(zhǔn)備 巷道注漿充填 補(bǔ)液注漿 管路鋪設(shè) 注漿充填工藝流程如下： 漿液制備輸、灌漿接頂注漿管路清洗補(bǔ)液注漿 余漿分流 2.6.1 料漿制備系統(tǒng)準(zhǔn)備 在正式進(jìn)行充填工作之前，檢修人員應(yīng)對充填系統(tǒng)進(jìn)行檢查，確保充填設(shè)備與管路等暢通。一切就緒后，聯(lián)絡(luò)充填點(diǎn)開始進(jìn)行充填。充填工作分以下三個(gè)階段進(jìn)行：（1）試生產(chǎn)階段A，B生產(chǎn)系統(tǒng)可適量進(jìn)行試生產(chǎn)，注意各子系統(tǒng)的運(yùn)行情況，重點(diǎn)觀察A、B兩種漿體是否按1:1體積比進(jìn)行輸送

12、。（2）正式充填階段正常充填工作開始后，A，B生產(chǎn)系統(tǒng)盡量保持連續(xù)生產(chǎn)，減少停泵次數(shù)，保持充填工作的連續(xù)性。（3）收尾階段充填工作結(jié)束后，必須對管路進(jìn)行清洗。清洗管路用水量要適量，不宜過多，只要把管路中殘存的漿體沖出即可。（可根據(jù)所鋪設(shè)管路總長度乘以管路截面積進(jìn)行計(jì)算用水量） 為了保證充填工作的連續(xù)進(jìn)行和充填質(zhì)量，制漿超出需求量，充填點(diǎn)觀測員立即打開余漿分流管路向另一空巷分流余漿。2.6.2 充填點(diǎn)準(zhǔn)備與作業(yè)（1）充填點(diǎn)排水。在正常充填過程中，由于余漿分流會(huì)導(dǎo)致下一充填巷道存在上一巷道充填廢液和清管路用水，當(dāng)積水過深時(shí)，則需要用專門的設(shè)備對工作面進(jìn)行排水，否則將影響漿液在空間內(nèi)凝結(jié)。（2）充填

13、過程中可能會(huì)發(fā)生漏漿、管子破裂等問題，所以充填點(diǎn)應(yīng)將常用的材料工具備足，以便及時(shí)更換。（3）充填管路布置。A、B兩種單漿由制漿系統(tǒng)流出后在充填點(diǎn)前方進(jìn)行混合，然后經(jīng)過混合器混合之后流入充填巷道。（4）制漿站和充填點(diǎn)之間需要配備專門的人員進(jìn)行溝通聯(lián)系。（5）配備專門的人員對充填工作面及相關(guān)的輸送管路進(jìn)行巡視。2.7 充填勞動(dòng)組織與充填作業(yè)安排在充填過程中，需要各工種相互配合才能完成充填工作。各工種主要分布于制漿站、充填點(diǎn)。勞動(dòng)組織見下表充填勞動(dòng)組織明細(xì)表序號(hào)地點(diǎn)工種班次人數(shù)備注早班中班夜班1制漿站上料工222充填地點(diǎn)準(zhǔn)備、補(bǔ)液注漿非充填工藝內(nèi)容，勞動(dòng)組織另行機(jī)動(dòng)安排。2司泵工1113班長、維修工

14、1116充填點(diǎn)管路巡察員1117充填點(diǎn)觀測員111合計(jì)6662.8 充填過程中常見問題及解決措施由于充填工作開始的一段時(shí)間內(nèi)，充填人員對充填系統(tǒng)的熟悉程度、勞動(dòng)組織安排合理程度等原因，充填工作難免會(huì)出現(xiàn)一些問題，從而影響了充填工作的正常實(shí)施。充填過程中可能出現(xiàn)的問題以及解決措施如下：（1）如甲、乙兩種漿液泵送不均勻，造成該問題的原因主要有兩點(diǎn)： 制漿生產(chǎn)系統(tǒng)不完善，一定周期內(nèi)所生產(chǎn)漿液滿足不了連續(xù)泵送的要求，停泵次數(shù)增多，緩存池中A、B兩種漿液“倒虹吸”能力不同，導(dǎo)致產(chǎn)生差異。（一般來說，B料漿液“倒虹吸”現(xiàn)象較為強(qiáng)烈） A、B充填泵使用過程中進(jìn)漿口部分堵塞、吸漿管漏氣、密封圈損壞等原因，造成了實(shí)際泵送能力的差異。具體解決措施有： 進(jìn)一步完善制漿生產(chǎn)系統(tǒng)，保證所生產(chǎn)漿液能夠滿足連續(xù)泵送的要求。 及時(shí)檢查和清理充填泵進(jìn)漿口、吸漿管、密封圈等容易影響實(shí)際泵送能力的區(qū)域，及時(shí)解決問題。（2） 充填管路堵塞充填過程中，由于充填不順利或者多次停泵，管路中難免會(huì)留存充填漿液的沉積物，久而久之，造成管路堵塞。所以在充填結(jié)束后，一定要用適當(dāng)?shù)那逅疀_洗管理，保證管路暢通。（3） 甲、乙兩種料使用量不均衡