风动注浆罐在近距离多煤层高瓦斯区域的实践与应用

王龙龙,陈刘忍

（安徽淮北煤电集团 任楼煤矿,安徽 淮北 235000）

风动注浆罐在近距离多煤层高瓦斯区域的实践与应用

王龙龙,陈刘忍

（安徽淮北煤电集团 任楼煤矿,安徽 淮北 235000）

该装置由废旧瓦斯抽放回水器改造而成，变废为宝，结构简单、便于拆卸，体积小、重量轻，对矿井修旧利废起到了很好的示范带头作用。通过使用该装置注浆，7255机巷掘进工期缩短约13个月，为任楼煤矿2017年底至2018年初生产接替紧张局面做出重要贡献，节省材料、人工、电力成本共计210万元。

风动注浆；孔内注浆；巷道顶底板

现状分析：7255工作面概况，7255机巷设计长度1926m,该工作面作为我矿2017年重点接替工作面掘进进尺任务重。据48-496孔及7257工作面回采资料，本区72煤瓦斯含量5.19cm3/g；另据中五区划巷效检资料，该处最大的瓦斯含量5.60cm3/g。由于该面临近F5断层，构造较复杂，掘进过程中局部瓦斯涌出量较大，瓦斯治理工作是重中之重，一直是制约综掘进尺的瓶颈，那么怎么才能克服这一难题，提高单产单进水平呢？

1 科技成果介绍

通过集思广益、不断根据现场调研论证总结出该巷道瓦斯治理工作主要存在以下问题：

（1）后路巷道成型段瓦斯涌出主要来源于沿空帮部及顶板锚索眼空隙，传统喷浆、黄泥封堵效果不好。喷浆、黄泥封堵一段时间后由于浆皮、黄泥开裂，难以阻止瓦斯的涌出。（2）喷浆施工过程繁琐，材料、人工成本投入较大，而且斜巷运输过程存在一定的安全隐患。（3）喷浆、黄泥封堵只是在后路瓦斯已经涌出而采取的一种被动治理方式，治标不治本。

为了从源头上防治瓦斯，我区自主研发“风动注浆罐”。

使用原理：

该装置利用废旧瓦斯抽放回水器改造而成，结构简单便于拆卸。主要由进浆阀门（上方φ51球形截止阀）、进风通道（罐体中间φ19两通）、出浆通道（罐体下方φ19两通）3部分组成。

使用方法：

（1）把黄沙、水泥、水按照适当的比例搅拌均匀，打开注浆罐上方φ51球形截止阀把浆液倒入罐体内，然后关闭φ51球形截止阀。（2）分别在进风通道连接好风源、出浆通道连接好出浆管路及专用注浆管，专用注浆管由φ20×1000mm镀锌钢管加工而成。（3）把专用注浆管插入帮部或顶板锚索眼空隙内（锚杆、锚索已锚固但是未安装托盘），打开压风，罐体内在浆液在压风的作用下注入帮部或顶板锚索眼空隙内，浆液凝固之后即可起到封堵瓦斯涌出的作用。（4）根据井下现场实际情况统计，通过注浆对锚索眼空隙封堵深度在1.2 m-3.5m不等，注浆前锚索眼孔内瓦斯含量在30%～63%之间，注浆之后瓦斯含量降低至0.08%～0.1%之间，由此可见通过注浆对锚索眼空隙瓦斯封堵效果显著。

2 第二代“风动注浆罐”

第二代瓦斯封堵注浆罐在第一代的基础上进行了如下改进：

（1）压力表位置由罐体中间改至进风口，这样可以有效避免压力表被罐体内浆液堵塞、损坏。（2）罐体下方3个支撑腿改为滑靴式，便于注浆罐整体在巷道底板移动。

备注：第二代注浆罐使用原理及使用方法与第一代相同。

取得效果：

（1）该装置由废旧瓦斯抽放回水器改造而成，结构简单、便于拆卸，体积小、重量轻、高效实用；变废为宝，对矿井修旧利废起到了很好的示范带头作用。（2）操作简单、高效实用。据统计每个锚索眼空隙注浆时间不到10s，即除去搅拌浆料每排注浆时间为10×10=100s;传统喷浆方式每排喷浆加拌料时间至少20分钟，相对喷浆过程每排可节省时间20分钟。

3 大大节省材料、人工、电力成本投入

（1）每个锚索眼空隙注浆量。

V=[π(28÷2)2-π(17.8÷2)2]×3500=1283522mm3,每 排 注 浆 量 为6×1283522mm3=7701132mm3≈ 7.7×10-3m3

（2）传统喷浆、注浆材料投入。据统计全断面每喷浆1m需要2车混合料，即1车黄沙、1车细石子，每车重1.8吨；半车水泥重约0.75吨；速凝剂1.5袋，每袋重25Kg。折合计算每喷浆1m单价 1.8×56.9+1.8×75.6+0.75×264.2+1.5×25÷1000×680=462.15 元；7255机巷排距800mm,顶板及沿空下帮喷浆，折合计算每排喷浆单价0.684×0.8×462.15=252.88元；传统每排注浆成本约为喷浆的1/3, 传统每排喷浆、注浆材料共投入252.88×（1+1/3）=337.17元。

（3）通过对比相对喷浆过程，通过注浆进行封堵每排可节约成本约300元，7255机巷设计长度1926m，即同比节约材料投入1926÷0.8×300=722250元=72.2万元。

（4）传统喷浆过程至少需要3人，使用该注浆罐进行注浆只需在施工锚杆、锚索过程一并完成，即每班节约3人施工，每天节约9人施工，7255机巷设计长度1926m按6个月施工完毕折算，可节约1620人施工，一线每工每班人工成本约200元，即同比节约人工成本1620×200=324000元=32.4万元。

（5）使用该注浆罐进行注浆采用压风作为动力，无需电力消耗。相对喷浆过程每班节约电耗7.5kwh,每天节约22.5kwh, 7255机巷设计长度1926m按6个月施工完毕折算,可节约22.5×180=4050kwh，累计节约电力成本约4000元。

（6）即使用该注浆罐进行注浆相对传统喷浆、注浆共计节约材料投入72.2+32.4+0.4=105万元。

4 巷道掘进工期大大缩短

（1）7255机巷设计长度1926m，在采用该注浆罐进行注浆治理瓦斯之前圆班进尺4班（3.2m）,巷道掘进工期为1926÷3.2=601.8天≈20月。

（2）在采用该注浆罐进行注浆治理瓦斯之后圆班进尺9班（7.2m）,巷道掘进工期为1926÷7.2=267.5天≈8.9月。

（3）即7255机巷掘进工期缩短了约13个月，为缓解我矿2017年底至2018年初生产接替紧张局面做出重要的贡献。

通过“风动注浆罐”注浆、通防瓦斯抽放、风筒专项整理，7255机巷瓦斯治理取得重大突破，开启了近距离多煤层高瓦斯区域瓦斯治理的新模式，迅速解决了制约7255机巷进尺瓶颈，目前7255机巷进尺高效、平稳，为我矿生产接替提供了有利的保障。

[1]王国杰,王建伟,朱玉杰.煤体固化技术在特厚煤层掘进面的应用研究[J].中州煤炭,2009(02).

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.01.067