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1、新型化学材料在立井过断层破碎带治理片帮中的应用实践1 现场问题提出 山东双合煤矿有限公司副井井筒设计净直径，井筒累深，根据掘砌现场实际揭露，工作面受井田范围内 DF18导水断层破碎带的影响较为严重。 2016 年 4 月 5 日在井筒累深掘进至位置时揭露断层破碎带泥岩，现场正西侧井壁内径轮廓线外延伸 4m，自第167 段模板刃脚处向下 2m 高，长 9m 范围内围岩松动易碎，并伴有涌水，实测现场涌水量 3m3/h，水温 40，人工清除泥渣后，采用整袋水泥充填片帮空间，铺设两路导水管引水后立模浇筑混凝土。 4 月 6 日基岩段第 169 模段放炮、出矸后正西方向发生与上一模类似情况，片帮范围内泥
2、渣不断由上部垮落。随着浇筑商砼时间的拖延，片帮有向第 168 模段已砌筑完成的井壁后部破碎泥岩继续扩大的趋势。现场有关工程技术人员及领导会议决定采取在设计荒径之外堆砌成袋水泥充填封堵片帮位置，阻缓破碎带泥岩垮塌速度，进而由 168模上口对抽帮空间注水泥浆液充填。 截止 4 月 10 日完成对 168 模和 169 模壁后的注浆充填，如图 1。 注浆充填工序进行过后，对第 169 模段清淤后放炮、出矸发现原片帮口左侧井帮由于受迎头积水浸泡及炮震的影响不断冒落，形成宽约 5m，平均深度 2m，高度 4m 的抽帮空间，现场及时采取了井圈配合斜撑钻杆、锚网支护控制抽帮口仍不能达到安全施工的要求，上部充
3、填水泥袋联盟和破碎围岩仍然不断垮落，严重威胁井下生产工人的人身安全。 施工现场如图 2。 施工采用新型化学材料的基本参数 SF-1 赛福特快速密闭材料是一种由 A、B 两种化学材料通过快速混合接触反应后生成的气胶结合高分子复合泡沫，其双料组分在反应过程中，发泡速度快、倍数高，能及时、快速充填空洞，并具有一定的承压能力，有良好的柔韧性，固化后不易粉碎、不易脱落。通过调节两种组合适分配比可以实现发泡充填密闭片帮围岩的目的。 2.固帮特围岩加固材料是一种由 A、B 两种化学材料通过混合接触反应后生成的高分子复合材料，两种材料反应速度较慢，流动性较好，渗透性好，能渗入到破碎泥岩的细小裂缝中，与岩体附着
4、力强，粘结力大，固化后有一定的韧性，抗压强度大，耐冲击。 解决问题方案的制定 根据施工现场面临的严峻条件，结合新型化学材料的各项参数特征制定施工方案如下： 首先，为井下施工人员创造一个安全的施工环境，决定采取赛福特快速密闭材料对片帮口进行快速密闭，并利用下部井圈和上部井壁作为支撑点形成阻隔，防止壁后抽落的破碎围岩继续塌落进入设计荒径，威胁井下人员的安全。 其次，利用较慢反应速率的赛福特密闭充填材料对不断片帮形成的空间进行充填、背帮、接顶，控制围岩的进一步垮落。 再次，利用固帮特加固材料对底部被快速密闭阻隔在荒径外的围岩进行注浆，超前加固，为下一步掘进形成的良好围岩条件。 最后，设计井壁厚度范围
5、内增加钢筋，并增设穿鞋带帽钢管对 169 模上部已浇筑井壁进行支撑，防止井壁下沉。如图 3 所示。 施工步骤 施工材料的准备和设备安装： 利用井筒吊筒运送 SF-1 赛福特等一系列新型化学材料至工作面，原伞钻压风管供风作为动力，连接好 ZBQS系列煤矿用气动双液注液泵，分别将 2 根吸液管连接好插入 A、B 料筒内，两根输排管连接在注射枪上； 将材料设备准备好后检查管线连接状态，符合要求后对抽帮处喷涂赛福特进行快速密闭； 调整赛福特 A、B 料的吸液浓度配比，对壁后破碎围岩抽落区进行充填接顶； 利用注浆管对井帮底部破碎围岩内部注入固帮特进行强度加固； 设计井壁厚度范围内增加钢筋，并增设穿鞋带帽
6、钢管对 169 模上部已浇筑井壁进行支撑，防止井壁下沉，并及时浇筑混凝土进行永久支护。 结束语 对比前期揭露导水断层破碎围岩时采用的传统水泥注浆充填加固方式及后续对破碎带片帮区域采用的新型化学浆液使用效果来看，新型化学材料受工作面导水影响小，具有良好的可注性，现场操作施工简单，支护效果明显，大幅度的节省工期。在本次受导水断层破碎带影响较为明显的立井井筒掘砌施工过程中，新型化学材料具有施工工艺方法及操作设备简单、易维护，现场操作工人劳动强度低，化学反应时间迅速，加固和快速密闭效果明显的诸多优点，在我矿立井井筒过断层破碎带治理片帮施工过程中的成功实践再一次证明了新型化学材料可作为矿山施工过程中安全、快速穿越复杂地质地段的重要综合手段。
