粉煤灰注浆接顶技术123

8101工作面密闭粉煤灰注浆接顶技术

编著：郭世伟 王文强 曹子文

单位：同忻通风部 2011年2月26日

8101工作面密闭粉煤灰注浆接顶技术

内容摘要：

粉煤灰是电厂煤泥燃烧后过滤的灰渣,往往作为工业垃圾处理。可是在煤矿上，粉煤灰可以代替黄土作为井下防灭火的原材料, 同忻矿向粉煤灰浆液中添加甲乙料作为永久密闭充填接顶利用，这样不仅增加浆液的粘度，而且使其充分地与煤体接触,最大限度地防止煤层发生氧化反应而发生自燃发火,达到快速充填堵漏防灭火的目的。

关键词： 密闭 注浆 接顶 单位：同煤国电同忻煤矿有限公司 作者简介：

郭世伟，男，汉族，大同市南郊区，助理工程师， 2007年4月至今，一直从事通风、防灭火、技术工作。

王文强，男，汉族，山西洪洞县，技术员， 2009年8月至今，一直从事通风、技术工作。

曹子文，男，汉族，山西阳高县，救护队副队长， 1994年7月至今，一直从事救护、防灭火工作。

1、引言

由于我矿属高瓦斯易自燃矿井，现采石炭二叠纪3-5#煤层，采煤方法为放顶煤开采，由于产量较大，造成工作面瓦斯涌出量比较大。由于矿井煤层自然发火的主要原因之一,就是由采空区或巷道等漏风而造成的。为了防止煤层自燃或者为了防止有害气体扩散而影响安全生产,常常需要将易自燃区或有害气体源进行隔离。回采完毕的工作面常用的隔离方法是建立密闭墙,主要是用片石、砖、水泥、沙子、黄土。针对我矿在8101面封闭过程中多处长达20m的黄土充填接顶问题必须注浆进行处理，由此解决注浆工艺材料就成为了一个迫切需要解决的问题。

2、注浆接顶技术

2.1目前我矿井下北一盘区3-5#8101工作面已回采完毕，正在对8101工作面三条巷进行永久封闭。密闭三条巷接顶时必须严密不留缝隙，做到隔绝采空区，防治采空区遗留煤炭自燃。

2.2在封闭中理想的注浆材料应满足以下要求：①粘度低、流动性和可注性好，能进入细小裂隙②浆液凝固时间易调节③稳定性好，在流动过程中不产生分层、离折现象；④浆液固化体无收缩现象，结石率高，结石体抗渗性好⑤固化体抗水侵蚀能力强⑥材料来源广，价格低廉。

2.3采用黄土注浆接顶与粉煤灰加入甲乙料注浆接顶对比

2.3.1其工艺为：由泥浆泵压力通过2寸钢丝缠绕管注入充填区黄土上方进行接顶。

2.3.2黄土接顶①黄土的剥离造成土壤耕种力的下降，造成农业方面不可估量的损失②黄土由于采取地的不同呈不同的酸碱度，在注浆充填过程中与其他材料的兼容性不太好③由于特定的物理性质造成制成浆液后，凝固速度不快，加上与水混合后注浆接顶，澄清后会造成接顶处有缝隙，还会造成施工进度延缓。因此不是一种能提高施工进度的密闭接顶工艺。

2.3.3灌注粉煤灰混合甲乙料注浆接顶①粉煤灰是电厂煤泥燃烧后过滤的灰渣,往往作为工业垃圾处理，煤矿上用于井下密闭属于废物利用②粉煤灰物理性质比较稳定，当粉煤灰与甲乙料通过不同配比混合，粉煤灰可以起到凝固速度快、早期强度大、增阻速度快且具有膨胀性提高了密闭效果③粉煤灰混合甲乙料具有亲水特性，充填凝固体受压破坏有重新再结晶能力，承载与抗变形能力大能够很好的黄土充填接顶④粉煤灰混合甲乙料具有凝固速度快的特征，能够提高密闭施工进度。

2.4在煤矿开采速度日益加快的今天，同忻矿作为同煤集团一个千万吨，必须寻找能够提高施工进度，密闭接顶严密，能高质量完成工程的新技术。因此粉煤灰加入甲乙料注浆接顶技术是一项适合于我矿的技术。

3、注浆接顶技术的创新点

3.1粉煤灰是电厂煤泥燃烧后过滤的灰渣，材料容易找，实惠便宜，把工业垃圾变废为宝再利用。

3.2甲乙料广泛地应用于矿井的生产实践当中且具有单浆流动性好易泵送、凝固时间短且易调节、固化体强度高且抗水侵蚀能力强、无有害有毒利于环保、材料来源广成本低、工艺系统简单等优点。甲、乙料以重量比1:1 配合使用。其中甲料是以硫铝酸盐水泥熟料为基材，与悬浮剂及少量超缓凝剂混磨而成，乙

料是由石灰、石膏、悬浮剂和复合速凝早强剂等混磨而成。甲乙料性能可根据具体条件进行配制与调整。甲乙料固化体强度高，力学性能良好，固结充填体具有独特的重结晶和强度再生特性。

3.3经过井下实际操作粉煤灰通过适当配比加入甲乙料进行注浆接顶（体积比12:1），该浆液凝固速度快，承载与抗变形能力大，具有亲水特性，凝固体受压破坏有重新再结晶能力，接顶率高，具有膨胀性密闭效果好。

4、注浆接顶技术的应用效果

4.1粉煤灰加入甲乙料注浆接顶给我矿采空区密闭以及全矿井防灭火工作奠定了坚实的基础。

4.2 密闭中的8101工作面三条巷气体情况CH4为0，O2为0，CO为0，大大降低看采空区自燃危害。由于粉煤灰便宜，甲乙料具有膨胀性用量少，同其它充填接顶材料相比经济大大降低，可以为我矿节约大量成本。

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