楊圣玉

【摘 要】大采高綜采具有很大的優(yōu)勢，已成為淮北礦業(yè)許疃礦綜采主要發(fā)展方向。我們回采的7219工作面是許疃礦乃至淮北礦業(yè)迄今為止最大的大采高綜采工作面，我們通過對煤壁注馬麗散進行加固，很好地解決了大采高掉頂片幫的難題，對指導以后的生產尤其大采高頂板管理具有很強的指導意義。

【關鍵詞】大采高；馬麗散；片幫；掉頂；加固

7219工作面位于81采區(qū)上山南翼第5階段，北到81采區(qū)上山保安煤柱，南及東均到81采區(qū)邊界，西至7217工作面（尚未準備）。地面標高+25～+25.6，工作面標高-429.8～-474.2。72煤層屬于二疊系下石盒子組，上距71煤層間距0.7～1.6m，北端分岔，本工作面絕大部分處在合并區(qū)。煤層底部發(fā)育一道厚0.2m煤線，一般距72煤層1.6m左右。72煤下距82煤層間距11.7～15.78m，平均14.4m。煤層結構復雜，一般含兩層夾矸（總厚平均0.4m）。煤巖特征：黑色，玻璃光澤，半暗型。72煤層主要以FM為主，煤質，以中等揮發(fā)份為主的低灰，強粘性，酸性灰渣，以塊狀和碎粒狀為主。工作面采用單翼走向長壁式采煤法，后退式回采，自然垮落法處理采空區(qū)，走向長度420m，采長168m，面積70560m2，平均采高5m，循環(huán)進度為0.8m。

由于該面是我礦的第一個大采高工作面，在實際回采中工作面部分區(qū)域由于遇到地質構造出現(xiàn)了煤體較為酥軟、頂板破碎易冒落、支架支護頂板差的情況。為保證回采工作的順利進行，經礦領導研究決定，采取向工作面煤體注馬麗散的措施使破碎煤體膠結形成較為堅固的整體，以使支架更加有效地維護頂板。

1.工作面注馬麗散前后情況

該面是2009年12月6號正式投入生產，注馬麗散前由于60架-96架頂板破碎，該段煤層片幫、漏矸、冒頂事故頻發(fā)，工作面基本每天都在重復著冒頂—維護—再冒頂—再維護的惡性循環(huán)，嚴重影響了回采進度。后來決定向工作面片幫、冒頂區(qū)域開始注馬麗散加固煤體控制頂板后，情況開始逐漸好轉，機組割煤時片幫明顯減少，煤壁基本能保持住被截割狀態(tài)，甚至出現(xiàn)難以截割的效果，頂板離層、漏矸也得到了有效控制。

2.馬麗散簡要介紹

馬麗散是一種低粘度，雙組分合成高分子—聚亞胺膠脂材料，用于松散煤體的加固和水流入口的封閉。其粘合力和機械性能極好，易與松散煤體產生高度粘合，能有效地加固和密封處理區(qū)域，提高松散煤體的整體性和受力性能。其特點是：

（1）粘度低能很好地滲入細小的裂縫中。

（2）極好的粘合能力，易與煤（巖）體粘合，又能增加煤（巖）體的機械性能。

（3）提高煤（巖）體的機械阻力和支撐力。

力學試驗表明：松散巖體被馬麗散充填后平均單向抗壓強度為65.8MPa，塑性變形開始載荷值在150kN以上，平均凝聚力為10.2MPa。

馬麗散的使用范圍：加固裂隙發(fā)育和不穩(wěn)定地層；封閉水流入口；密實地層；巖石加固；錨桿的密封。

3.馬麗散作用機理

當采用高壓灌注進行堵水時，樹脂和催化劑混合發(fā)生化學反應或遇水產生膨脹，自身反應或發(fā)泡生成多元網(wǎng)狀密彈性體，當它被高壓推擠，注入到煤巖層或混凝土裂縫（在高壓作用下可以使煤巖層的閉合裂隙張開），可沿煤巖層或混凝土裂縫延展直到將所有裂隙（包括肉眼難以覺察的裂隙及在高壓作用下重新張開的裂隙）充填。在封堵裂隙加固煤巖層時，煤巖層不含水時產品膨脹率也相應變?。ㄅ蛎洷稊?shù)為2～4倍），高壓推力將馬麗散壓入并充滿所有縫隙，達到止漏目的，成品抗壓介于25～38Mpa；在遇水后（摻水）時產生關聯(lián)反應，發(fā)生膨脹，在膨脹壓力的作用下產生二次滲壓（膨脹倍數(shù)為20～25倍），高壓推力與二次滲壓將馬麗散壓入并充滿所有縫隙，從而達到止漏目的，成品抗壓介于15～25Mpa，可以說馬麗散是堵漏材料尤其是堵水材料中性能最好的一種。

4.注馬麗散的操作步驟

（1）鑿眼及鉆孔，在工作面頂板完好處利用風煤鉆向頂板破碎處以45°仰角打注漿孔，孔深6m、直徑27mm，注漿孔打設一個布置一個，埋設注漿管，循環(huán)進行。

（2）注漿孔施工完畢，埋入專用注漿管，孔內1.5m-1.8m處安裝封孔器進行封孔，在注漿前根據(jù)注漿需要安裝閥門和連接短節(jié)，與注漿泵出料管連接，準備注漿。

（3）在注漿前按照設定的順序，先連接好注漿管路，接好壓風，與注漿泵連接牢靠，把吸料管插入料桶進行開泵注漿，注漿開始后注漿人員隨時觀察注漿情況，發(fā)現(xiàn)情況應隨時處理。如需停泵時，按照先卸壓后停風的順序進行操作檢修。每孔注漿量以頂板返漿為準，但不宜過大，根據(jù)現(xiàn)場情況及頂板裂隙隨時掌握注漿量。

（4）注漿時每孔間距1.5m左右，依次注好每一個孔眼所在范圍的偽頂及煤幫，然后按照上述步驟依次進行下一步注漿工作，注漿孔也可以根據(jù)井下實際情況確定其孔距及深度和注漿位置。

（5）把多功能泵及其附件組裝檢查好并把注射槍固定住。

（6）開始注漿，把兩根吸料管分別插入馬麗散樹脂和催化劑桶中，活塞在馬達的作用下運動，由于壓力的作用使原料經過活塞進入輸料管，輸送到注射槍里，通過注射槍注入地層，原料滲入裂隙，進而快速反應到加固的目的。

（7）停止注漿，用樹脂沖洗管路和混合槍。

5.馬麗散加固應注意的事項

（1）若壓力過高，注漿速度過快，漿液會從鉆孔和封孔器之間，或煤（巖）裂縫中滲漏，應根據(jù)施工區(qū)域煤（巖）體的松軟程度，合理控制注漿泵壓和注漿速度，給液體流動留有一定時間。

（2）確保注漿泵的動力源質量，即風壓足夠且供風質量良好，無水、顆粒等雜質。若風含水量高，容易淹注漿泵，造成中途停泵，致使注漿失敗，造成材料浪費。

（3）注漿結束后，嚴禁用機械油以外的介質如水等液體沖洗機具，或沖洗不徹底，造成堵管。

（4）施工人員在施工過程中，嚴禁皮膚直接接觸液體，以防傷害。

6.馬麗散加固的優(yōu)點

（1）操作簡單。與傳統(tǒng)的注漿方法相比，該方法易于操作，便于掌握，不需要專門培訓即可實施，材料設備簡單，易搬運，勞動強度低。

（2）安全可靠。由于設備簡單，施工中易于觀察，一旦發(fā)現(xiàn)故障便于處理。

（3）加固效果明顯。注漿后，原來比較破碎的頂板很快彼此粘合，上覆巖層的整體性提高，杜絕了漏頂事故的發(fā)生，為打錨索固定槽鋼，回撤工字鋼棚、腿及點柱等施工提供了安全保證。

（4）快速固結。馬麗散及催化劑液體在注入煤（巖）體后1.5～3h后固結，保證了正常的打錨索工序等施工，提高了工作效率。

（5）節(jié)省材料。注漿前不需要噴漿封閉頂板，若頂板非常破碎有大的裂縫，只需要棉紗等材料填堵即可，與傳統(tǒng)的加固方法相比每平方米降低成本達98元。

7.馬麗散存在的不足

（1）經馬麗散加固的煤體異常堅固，采用機械方法很難將煤破碎成合格的塊度，為選煤工作增加了不小的難度。

（2）馬麗散之類的聚氨脂泡沫，具有很強的刺激性氣味，有時整條巷道，甚至整個采區(qū)都會充滿強烈的氣味，使作業(yè)環(huán)境惡化。

（3）馬麗散是否會影響人體健康目前尚不明確。

8.結論

通過實踐證明，注馬麗散是一種應用化學方法加固頂板的新技術，它能有效改善圍巖松散結構及機械性能，增強圍巖的整體強度，杜絕零打碎敲的頂板事故，無論從安全效果，還是從經濟效益看，都比較優(yōu)越于其它加固破碎頂板方法，特別在沿斷層施工、異常破碎帶等圍巖狀態(tài)極差的環(huán)境下應用，效果更加明顯。但是其存在的不足也不容忽視，尤其是它是否會影響人體健康的問題，亟需從醫(yī)學上提供一個強有力的證據(jù)。