注浆实施方案

1、山西阳城阳泰集团屯城煤业有限公司13707（上）综采面揭露老巷充填加固工程实施方案二一七年二月八日1 概况本方案是根据太原理工矿山设计研究所山西阳城阳泰集团屯城煤业有限公司13707（上）综采面揭露老巷充填加固施工技术设计方案（以下简称设计方案 ）确定的。根据山西阳城阳泰集团屯城煤业有限公司3#煤层 2017年规划图及 3#煤层采掘工程平面图，矿井与2017 年上半年开始回采13707（上分层）综采工作面，但是由于该工作面所圈定区域下分层存在多条空巷，各巷道的围岩稳定性较好，13707（上分层）综采工作面在回采过程中将不断的穿越下分层空巷，如果对下分层空巷处理不当，将导致13707（上分层）综

2、采工作面无法通过下分层空巷，因此需对下分层空巷进行采前处置。综合经济条件、地质环境及空巷现存状况等条件，最终确定使用超高水充填材料，对空巷采用采前注浆充填的方式，以保证工作面能够顺利回采。下分层空巷的充填治理主要是利用注浆充填法营造出一个再生承载层来保证综采设备顺利通过。下分层空巷充填处理控制原理就是根据下分层空巷的赋存条件及工作面条件，确定再生承载层的厚度与强度， 减缓再生底板在综采设备的压力下的下沉量并能保证顺利推进通过， 减缓顶板垮落煤岩层对工作面顶板的冲击，并能承载垮落的煤岩层，确保工作面安全通过下分层空巷。再生承载层的强度和厚度决定再生承载层稳定。13707综采工作面示意图工作面推进

3、方向开切眼1工作面回风顺槽运输顺槽水 仓23456765432112走向方向布置的七个横贯巷道平行工作面的六个横贯巷道下分层两平行工作面巷道2 充填加固实施方案根据 13707 综采面的具体地质条件和充填注浆施工工艺的技术要求，本方案设计采取现场近距离制浆、短距离管道输送、大流量小压力注浆施工。2.1 工程量与工期依据设计方案工程量如下：1、走向方向布置的七个横贯巷道：横贯长度 25m， 巷高 3m，巷宽 4m。单个横贯原始空洞体积：25*3*4=300m3 七个横贯原始空洞体积：7*300m3=2100m3 七个横贯长度： 7*25=175m 2、平行工作面六个横贯巷道：横贯长度暂按23m，

4、 巷高 3m，巷宽 4m 单个横贯原始空洞体积：23*3*4=276m3 六个横贯原始空洞体积：6*276m3=1656m3 六个横贯长度： 6*23=138m 3、下分层两条平行工作面巷道：长度暂按 134*2=268m ，巷高 3m，巷宽 4m 原始空洞体积： 2*134*3*4=3216m3 综上，共计需充填巷道长度: 581m，矿硐容积： 6972m3。每吨高水材料预计充填体积4m3，合计需用高水材料2100 吨。按“三八”制作业循环计划，预计工期20 工作日，预留首个充填点巷道准备工作以及补液注浆顺延时间10 日，预计总工期30个工作日。分地点充填参数明细表充填巷道名称单个空巷容积（

5、m3）合计容积（m3）充填方式水灰比用量（t ）预计净工期备注单巷（h）合计（ d）走向方向布置的七个横贯巷道，长度共计 175m 。300 2100 超高水材料充填4:1 525 16 4.8 平行工作面六个横贯 巷 道 ， 长 度 共138m。276 1656 超高水材料充填4:1 414 15 3.8 下分层两条平行工作面巷道，长度共268m。1608 3216 超高水材料充填4:1 804 85 7.5 小计1743 16.1 总计2100 20 增大系数1.2 注：上表中为防止不确定因素造成浆液流失影响投入。计划净工程量、工期等参数均增加系数1.2。2.2 注浆设备注浆设备的选型目前

6、以江苏镇江长城注浆设备有限公司生产的充填注浆设备应用较广，用于双液充填的电动泵性能指标见表 7-1。图 7-1 zbysb320/8-22 型煤矿用双液变量注浆泵表 7-1 双液充填泵性能指标型号额定流量l/min 压力mpa 输入功率kw 质量kg 备注煤矿用双液变量注浆泵zbysb320/8-22320 8 22 1000 四档变速往复冲次500 次/ 分钟双液浆比1 1 油箱容量200 l 液压油质46、68 号抗磨液压油防爆电机ybk2-180l-4电机功率22kw 使用电压380v/660v/1140v 油泵型号 63ycy14-1b 外形尺寸1.6 1.0 1.5m主机重量 100

7、0kg 2.3 制浆站制浆站布置基本要求如图7.2 所示。（1） 制浆站需占用宽约3.4m， 长约 20m 的一段巷道或硐室，以便同时安置充填设备、储备一定量的充填材料。（2）制浆站堆料平台应能放置两天使用的充填材料。为使材料能保持干燥，平台应铺垫木板。若顶板淋水，要挂防水塑料布。甲、乙两种材料不能混放，应分别堆放。运料矿车应能进入堆料平台旁，以减轻工人装卸运料强度。（3）制浆站用 2 英寸钢管供水， 要求供水能力达到20m3/h，以及时给搅拌桶加水，保证充填工作连续进行。（4） 为满足不间断注浆需求， 制浆站共设计四个搅拌器 （即：甲、乙每种两个搅拌器交替制浆单），罐体净容积不低于5 m3。

8、根据注浆泵泵送能力， 制、注浆期间单浆搅拌器交时间为30min，故计算单搅拌器投料、注水时间不得大于25min。（5）制浆站要有专人负责看守，以避免设备零件损坏丢失。（6）制浆站与充填点间要设立电话信号联系。350071820081433900254000660015001 泵站2 充填泵3 过滤器4 搅拌桶5 堆料平台6 排水沟7 轨道8 防爆开关图 7.2 制浆站布置2.4 管路与信号联络系统（1）注浆管路。注浆管路由“输浆管路、螺旋混合器、充填管路及余浆分流管路”组成。别由kjr32 高压胶管和 57mm（2 英寸）无缝钢管或焊接钢管组成。输浆管路有两路，均从制浆站到充填点，一趟输送甲料

9、，另一趟输送乙料。为使充填方便可靠，充填泵与钢管之间用高压胶管过渡连接，充填钢管与混合器间也要用高压胶管过渡连接，混浆管使用高压胶管。（ （1） ）胶管与钢管间使用高压专用快速接头。、（ （2） ）混合器距充填作业点距离不低于50m。（ （3） ）距充填地点最近空巷位置，在充填管路上设置三通，及开关蝶阀，用于超注时分流余浆。（2）清水供应管路。为使充填连续作业，应尽量缩短往搅拌桶中加水时间。每个搅拌桶设单独清水供应管，管径不小于2寸。（3）信号系统。充填点与充填硐室间相隔较远，必须设置信号联络系统，采用声光信号联络系统。充填管路布置示意图1工作面回风顺槽运料顺槽废弃水仓234567654321

10、12走向方向布置的七个横贯巷道运输顺槽注浆站输浆管路混合器充填管路余浆分流管路（充填点距离混合器不低于 50m ）螺旋混合器示意图螺旋片出料进料6寸管水管接口说明：（1）图中所有数字尺寸单位为mm。（2）6 吋管型号 dn150，壁厚 8mm。（3）螺旋叶片用5140400 的铁片扭曲 180而成，包括两种，一种是顺时针拧，另一种是逆时针拧（右旋跟左旋）。（4）相邻两节中的螺旋叶片旋转方向相反，并相错90。（5）焊接完成后，必须保证螺旋叶片光滑，不得出现毛刺。（6）为便于焊接螺旋叶片，筒体做成两个半圆形，焊接完成后，再把筒体焊接起来，保证其密封要求，并且两端均用法兰连接。（7）所接水管主要用于

11、工作面或制浆出现故障时监时清洗管路所用。故所接水管处应设置开关，正常时关闭；因故障临时停止充填时，则要及时打开，用水把停留在混合管及消防软管中的混合浆体冲出，防止固结堵管。2.5 待充填巷道准备由于揭露横贯老巷顶部均有不同冒落，故为防止浆液注入时顶部形成聚气空腔，巷道两端砌筑密墙前须在巷道注浆侧沿顶板铺设两路接顶注浆管路到巷道各最高冒落点顶端，两管中一为接顶注浆管， 另一路为排气管（ 接顶注浆管路出口低于排气管口） 。而后在巷道两端砌筑密闭墙并预留充填灌浆口和液位观察排气口。注浆期间随充填浆液面增长，逐个封闭液位观察排气口， 待液面没过灌浆口时改用接顶注浆管路实施接顶注浆。详见下图冒落高点接顶

12、注浆排气管运料顺槽运输顺槽灌浆口液位观察排气管接顶注浆注浆管密闭墙充填体冒 落 横 贯 充 填 剖 面 图注：灌浆口预埋管路为4 吋钢管。接顶浆注管为2 吋注浆钢管，液位观察排气管为2吋焊管。2.6 充填工艺流程老巷充填工程总体步骤如下：注浆站安装原材料下运 充填巷道（横贯）准备 巷道注浆充填补液注浆管路铺设注浆充填工艺流程如下：浆液制备输、灌浆接顶注浆管路清洗补液注浆余浆分流2.6.1 料浆制备系统准备在正式进行充填工作之前， 检修人员应对充填系统进行检查，确保充填设备与管路等畅通。一切就绪后，联络充填点开始进行充填。充填工作分以下三个阶段进行：（1）试生产阶段a，b 生产系统可适量进行试生

13、产，注意各子系统的运行情况， 重点观察 a、b 两种浆体是否按1:1 体积比进行输送。（2）正式充填阶段正常充填工作开始后， a，b 生产系统尽量保持连续生产，减少停泵次数，保持充填工作的连续性。（3）收尾阶段充填工作结束后， 必须对管路进行清洗。 清洗管路用水量要适量，不宜过多，只要把管路中残存的浆体冲出即可。（可根据所铺设管路总长度乘以管路截面积进行计算用水量）为了保证充填工作的连续进行和充填质量，制浆超出需求量， 充填点观测员立即打开余浆分流管路向另一空巷分流余浆。2.6.2 充填点准备与作业（1）充填点排水。 在正常充填过程中，由于余浆分流会导致下一充填巷道存在上一巷道充填废液和清管路

14、用水，当积水过深时， 则需要用专门的设备对工作面进行排水，否则将影响浆液在空间内凝结。（2）充填过程中可能会发生漏浆、管子破裂等问题，所以充填点应将常用的材料工具备足，以便及时更换。（3）充填管路布置。 a、b 两种单浆由制浆系统流出后在充填点前方进行混合，然后经过混合器混合之后流入充填巷道。（4）制浆站和充填点之间需要配备专门的人员进行沟通联系。（5）配备专门的人员对充填工作面及相关的输送管路进行巡视。2.7 充填劳动组织与充填作业安排在充填过程中，需要各工种相互配合才能完成充填工作。各工种主要分布于制浆站、充填点。劳动组织见下表充填劳动组织明细表序号地点工种班次人数备注早班中班夜班1 制浆

15、站上料工2 2 2 充填地点准备、补液注浆非充填工艺内容，劳动组织另行机动安排。2 司泵工1 1 1 3 班长、维修工1 1 1 6 充填点管路巡察员1 1 1 7 充填点观测员1 1 1 合计6 6 6 2.8 充填过程中常见问题及解决措施由于充填工作开始的一段时间内，充填人员对充填系统的熟悉程度、劳动组织安排合理程度等原因，充填工作难免会出现一些问题，从而影响了充填工作的正常实施。 充填过程中可能出现的问题以及解决措施如下：（1）如甲、乙两种浆液泵送不均匀，造成该问题的原因主要有两点：制浆生产系统不完善，一定周期内所生产浆液满足不了连续泵送的要求，停泵次数增多，缓存池中a、b 两种浆液“倒虹吸”能力不同，导致产生差异。 （一般来说， b 料浆液“倒虹吸”现象较为强烈）a、b 充填泵使用过程中进浆口部分堵塞、吸浆管漏气、 密封圈损坏等原因，造成了实际泵送能力的差异。具体解决措施有： 进一步完善制浆生产系统，保证所生产浆液能够满足连续泵送的要求。及时检查和清理充填泵进浆口、吸浆管、密封圈等容易影响实际泵送能力的区域，及时解决问题。（2） 充填管路堵塞充填过程中，由于充填不顺利或者多次停泵，管路中难免会留存充填浆液的沉积物，久而久之，造成管路堵塞。所以在充填结束后，一定要用适当的清水冲洗管理，保证管路