高分子注漿材料在我國(guó)礦區(qū)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景

1、高 分 子 注 漿 材 料 在 我 國(guó) 礦 區(qū) 的 應(yīng) 用 現(xiàn) 狀 及 發(fā) 展 前 景 馮志強(qiáng) 1，2 （1.煤炭科學(xué)研究總院開采設(shè)計(jì)分院；2.天地科技股份有限公司開采設(shè)計(jì)事業(yè)部）摘要：隨著礦井開采深度的增加，在煤礦巷道開挖和修復(fù)過程中，由于巷道圍巖極其破碎，圍巖松動(dòng)破碎范圍大，極易發(fā)生冒頂和片幫事故，既造成施工的不安全，又造成巷道斷面不規(guī)整，影響礦井安全。化學(xué)漿加固是目前防治上述煤礦事故的有效措施。雖然化學(xué)漿在加固煤礦中破碎煤巖體效

2、果顯著，但是在注漿過程中還存在很多問題，急需加以完善，以便更好地應(yīng)用于煤礦災(zāi)害防治中。本文詳細(xì)從注漿材料以及注漿作用方面分析了以晉煤集團(tuán)為代表，在注漿方面的應(yīng)用及發(fā)展，并提出了今后化學(xué)注漿的發(fā)展方向以及化學(xué)注漿對(duì)整個(gè)行業(yè)產(chǎn)生的效益。關(guān)鍵詞：化學(xué)注漿；破碎煤巖體；充填密閉；注漿堵水。前言注漿技術(shù)從 20 世紀(jì) 50 年代以來得到迅速發(fā)展，已廣泛應(yīng)用于各類巖土工程。注漿材料分為水泥類和化學(xué)類材料，分別用于不同的工程類型。一般水泥類材料價(jià)格低

3、，凝結(jié)后強(qiáng)度高，耐久性好，無毒。但漿液含固體顆粒，對(duì)微裂隙滲透能力低，易析水沉積，凝固時(shí)間長(zhǎng)，效果差，適用于裂隙寬度大的巖土工程?；瘜W(xué)材料漿液無顆粒，對(duì)微裂隙滲透能力強(qiáng)，凝膠時(shí)間可準(zhǔn)確控制，適用于各類巖土工程。20 世紀(jì) 70 年代德國(guó)、美國(guó)、獨(dú)聯(lián)體、法國(guó)、波蘭等采煤技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家，先后開發(fā)了化學(xué)注漿材料用于加固破碎煤巖體和井下防火和隔風(fēng)。德國(guó)、美國(guó)以聚氨酯材料為主，獨(dú)聯(lián)體、法國(guó)、波蘭主要使用脲醛樹脂。材料年消耗量均在數(shù)千到上萬噸以上，

4、有效改善了破碎煤巖的整體穩(wěn)定性，為礦井安全和高效生產(chǎn)提供了保障。構(gòu)中的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，因此能承受更大的荷載，提高了支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力，擴(kuò)大了支護(hù)結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性；4) 注漿后使得作用在拱頂?shù)膲毫δ苡行У貍鬟f到兩墻，通過對(duì)墻的加固，又能把荷載傳到底板；同時(shí)由于組合拱厚度的加大，能減小作用在底板上的載荷集中度而且減小底板巖石中的應(yīng)力，減弱底板的塑性變形，減小底臌量。而底板的穩(wěn)定，有助于兩墻的穩(wěn)定，在底板、兩墻穩(wěn)定的情況下又能保持拱頂?shù)姆€(wěn)定；5)

5、 破碎煤巖體注漿后，強(qiáng)度與完整性得到顯著提高，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行錨桿支護(hù)，可顯著提高錨桿的錨固力與可靠性，從而使錨桿的支護(hù)作用得到充分發(fā)揮；6) 金屬支架、砌碹支護(hù)基礎(chǔ)上進(jìn)行注漿，可以使壁后充填密實(shí)，保證荷載均勻地作用在支架或砌碹壁上，避免出現(xiàn)應(yīng)力集中點(diǎn)而首先破壞，提高支架與砌碹的整體支護(hù)強(qiáng)度；7) 充填圍巖裂隙，配合錨噴支護(hù)，可以形成一個(gè)多層有效組合拱，即噴網(wǎng)組合拱、錨桿壓縮區(qū)組合拱及漿液擴(kuò)散加固拱，從而擴(kuò)大了支護(hù)結(jié)構(gòu)有效承載范圍，提高了

6、支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體性和承載能力；8) 高應(yīng)力、軟弱破碎巷道底板經(jīng)錨注加固后，阻止底板流變繼續(xù)發(fā)生，使巷道兩底角不會(huì)繼續(xù)向里移動(dòng)，從而有利兩幫和頂板支護(hù)。（2）注漿在密閉充填方面的作用。在煤礦掘進(jìn)過程中以及回采作業(yè)遇到斷層時(shí)，不可避免地會(huì)產(chǎn)生冒落，并在架后形成冒落孔洞。這些孔洞經(jīng)常造成瓦斯積聚，在具有自燃傾向的煤層還可造成自然發(fā)火。因此，只有及時(shí)填充這些孔洞，才能確保安全生產(chǎn)。我國(guó)煤礦通常采用在冒落地點(diǎn)架木垛、填沙漿等方法進(jìn)行處理，但這些方法