畢浩浩

（山西晉城無煙煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司成莊礦,山西 晉城 048000）

在煤礦生產(chǎn)過程中，由于通風(fēng)需要通常在巷道內(nèi)構(gòu)建密閉構(gòu)筑物，但由于礦山壓力影響，密閉構(gòu)筑物受到不同程度的變形開裂、損壞等[1-2]。山西成莊煤礦井下受采掘工藝及工作面通風(fēng)方式的制約，通風(fēng)設(shè)施數(shù)量較多，且均由剛性材料（基本上是用紅磚或木柱、木板、水泥混凝土）構(gòu)筑，通風(fēng)設(shè)施受采動(dòng)影響易變形、損壞，尤其是密閉墻的損壞造成瓦斯外泄，漏風(fēng)大，維護(hù)難度大。傳統(tǒng)的噴漿方式人力投工過多，運(yùn)輸問題難以解決，灰漿撞擊產(chǎn)生火花，局部地點(diǎn)瓦斯大；遠(yuǎn)距離輸送泵，并不能解決生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的投工多等缺點(diǎn)，故新型材料加固密封密閉構(gòu)筑物的研究迫在眉睫[3-4]。

1 傳統(tǒng)加固密閉墻技術(shù)在該礦的應(yīng)用情況

成莊礦的密閉墻按材料不同分為磚、料石和混凝土（噴漿）三類。修建磚、料石密閉墻時(shí)，受技術(shù)等的影響，封頂時(shí)灰上的不足，磚與磚、層與層之間空縫過大，灰漿不飽滿，后期受礦壓的影響，磚、料石密閉墻剛性過大，容易垮塌，后續(xù)處理時(shí)，黏貼性差，極易出現(xiàn)離層現(xiàn)象，不利于后期維護(hù)。在該礦4219/4224副巷9#橫川、4216副巷北段正頭直接用雙板墻向中間填充沙、水泥混合物（混凝土），但存在的關(guān)鍵問題是接頂時(shí)封閉困難，墻體承壓效果不好。對(duì)于密閉墻尤其是連通采空區(qū)的密閉墻，由于不同程度受頂板壓力影響，出現(xiàn)密閉墻被壓垮等現(xiàn)象，采取的措施為貼磚或混凝土噴漿處理通風(fēng)設(shè)施，但人工倒料工程量大，施工時(shí)間長(zhǎng)，職工長(zhǎng)期處于頂板壓力不穩(wěn)定區(qū)域工作，加大了工作的危險(xiǎn)性，而且采用貼磚或混凝土噴漿處理密閉墻后，由于剛性較強(qiáng)，韌性不足，經(jīng)過一段時(shí)間之后，仍會(huì)出現(xiàn)二次壓裂現(xiàn)象，無形中給礦井瓦斯管理增加了難度。

2 新材料加固密封技術(shù)的應(yīng)用

結(jié)合該礦實(shí)際解決密閉墻施工工藝存在的弊端，采用先進(jìn)的無機(jī)柔性噴涂材料，旨在有效解決密閉墻開裂、漏風(fēng)、瓦斯泄漏及滲水等問題[5]。該材料是北京瑞諾安科新能源技術(shù)有限公司生產(chǎn)的瑞諾無機(jī)柔性噴涂材料，是一種新型煤礦安全功能性材料應(yīng)用技術(shù)，是無機(jī)復(fù)合材料，具有與煤體表面粘附力強(qiáng)、固化物本體抗拉強(qiáng)度高（＞2MPa）、拉升變形大（＞30%）、耐久性好、頂立面噴涂不流掛、表干和硬化時(shí)間快、絕對(duì)阻燃和抗靜電等優(yōu)異特點(diǎn)。

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)地點(diǎn)在5301工作面聯(lián)絡(luò)巷以及4220副巷正頭密閉墻、4215正頭密閉墻、4220巷正頭密閉墻。

2.1 施工方法及主要技術(shù)參數(shù)

（1）密閉墻構(gòu)造技術(shù)方案

密閉墻采用木板構(gòu)筑方式。首先在適當(dāng)位置構(gòu)筑木板密閉墻，然后在密閉墻表面噴涂瑞諾無機(jī)材料。需要注意的是構(gòu)筑木板密閉墻的木點(diǎn)柱與頂板、底板均接觸，頂板位置可打上木楔固定?？拷褐哪军c(diǎn)柱用鐵絲固定于兩邊鐵絲網(wǎng)上。構(gòu)筑木板密閉墻的基本要求，如下簡(jiǎn)圖1所示。在木柱上鋪板時(shí),木板厚度為25mm。由上至下平鋪。有與木點(diǎn)柱交接位置用釘子固定（并在鋪設(shè)的木板上平鋪風(fēng)筒布）。

圖1 構(gòu)筑木板密閉墻示意圖

（2）堵縫及噴涂材料

木板墻構(gòu)筑完畢后，須用噴涂砂漿對(duì)四周較大縫隙進(jìn)行封堵。然后，使用瑞諾無機(jī)柔性噴涂材料進(jìn)行木板墻表面噴涂防漏風(fēng)、防開裂處理。

（3）主要技術(shù)參數(shù)及操作方法

主要技術(shù)參數(shù)：噴涂后初凝時(shí)間30～60min，終凝時(shí)間2～3h，最大抗拉強(qiáng)度需滿足2.5MPa，最大拉伸率大于50%。噴涂所用液料采用50kg/桶包裝，粉料采用25kg/袋的防潮袋包裝，該材料絕對(duì)阻燃抗靜電，在高溫下無任何有害物質(zhì)釋放。

具體操作方法：瑞諾噴涂設(shè)計(jì)使用的液體與粉體配比為2:1，采用專用噴涂泵施工。施工時(shí)，只需將粉料加入高分子材料中混合均勻即可，攪拌約3～5min，務(wù)求均勻，噴涂時(shí)送料泵不要開得太大，噴涂槍處，壓風(fēng)要送足，噴涂槍走得要均勻，涂層要薄并且均勻。槍口距噴涂面的距離不可太遠(yuǎn)，距離1～1.5m。調(diào)試及噴涂時(shí)先打開噴槍出風(fēng)控制閥，再打開輸漿機(jī)控制閥門，結(jié)束時(shí)要先關(guān)閉輸漿機(jī)控制閥門，再關(guān)閉噴槍出風(fēng)控制閥。噴涂后形成的密封層，可以有效地防止氣體的滲漏并可隨煤巖層位移發(fā)生變形。在施工過程中如果因設(shè)備問題或停風(fēng)造成施工中斷時(shí)，必須采用高壓水清除設(shè)備中的漿液。為了獲得最優(yōu)的噴涂性能，不能在低于15℃的環(huán)境中使用該材料。

動(dòng)力源要求：井下壓風(fēng)，壓力不小于5kg/cm2，流量不小于4m3/min。需要從主管上引氣，氣管須使用直徑25mm的高壓膠管，接頭KJ25快插接頭。水源要求：井下壓力水，壓力不小于2kg/cm2。需要從主管上引水。其他備件要求：高壓風(fēng)管（內(nèi)徑1寸）、輸漿管10m（內(nèi)徑1寸、帶快速接頭）、噴槍兩個(gè)、氣管20m。

2.2 需要注意的安全事項(xiàng)

因?yàn)橛绊憞娡繉幼罱K強(qiáng)度的形成時(shí)間和使用壽命的因素為墻體表面清潔度、環(huán)境溫度、噴涂速度等，所以需要注意以下內(nèi)容：

（1）清理待噴涂體的表面，保證表面沒有浮塵。對(duì)煤壁要清除浮煤，并平整煤壁的表面。噴涂施工以30m2為一個(gè)循環(huán)，從左到右先噴比較薄的一層，然后逐漸增加厚度直到達(dá)到設(shè)計(jì)厚度為止；一個(gè)循環(huán)完成后接著噴下一個(gè)循環(huán)，直到施工結(jié)束。

（2）每循環(huán)大約需要1～2h，每個(gè)循環(huán)結(jié)束后徹底清洗一次噴涂泵，保證下個(gè)循環(huán)的正常進(jìn)行。整個(gè)施工大約需要2個(gè)循環(huán)。

（3）正式開始噴涂，為了噴涂均勻，每次噴涂不能太厚，循環(huán)施工，直到達(dá)到厚度。

3 新材料應(yīng)用效果分析

2017年3月4日，利用新型無機(jī)材料在5301工作面聯(lián)絡(luò)巷的密閉墻進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，并進(jìn)行30d的觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)密閉墻無漏風(fēng)現(xiàn)象，保證了墻體的密閉性和抗壓性，提高了密閉墻的質(zhì)量。5月6日在4220副巷正頭密閉墻、4215正頭密閉墻、4220巷正頭密閉墻進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)30d，監(jiān)測(cè)顯示無任何有害氣體滲漏，有效地解決了密閉墻受頂板壓力后墻體變形帶來的通風(fēng)瓦斯問題。

4 結(jié)論

在成莊礦頂板受壓巷道內(nèi)密閉墻采用瑞諾無機(jī)柔性噴涂材料，不但人工投入少，材料運(yùn)輸工程量小，而且施工安全，速度快，受壓收縮性好，維護(hù)效果好，能進(jìn)一步避免因密閉墻受壓損壞后導(dǎo)致風(fēng)量不足后瓦斯積聚情況的發(fā)生。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)無任何有害氣體滲漏，有效地解決了密閉墻受頂板壓力后墻體變形帶來的通風(fēng)瓦斯問題。