王传社

摘 要：该文主要介绍了南屯煤矿玛丽散高分子聚合产品固结煤体技术在七采北部一号探巷破碎煤体条件下的应用，解决了巷道破碎带煤体的支护和成型这一重大难题，有效提高了巷道的支护质量和巷道的成型。

关键词：玛丽散;固结;破碎煤体

南屯煤矿煤层开采深度不断增加，工作面及巷道煤体的变形破裂程度大大增加，常见的锚网支护形式已不能满足支护需要，破碎煤体压注玛丽散高分子聚合产品固结煤体技术为我矿在巷道的支护质量和支护强度开辟了一个新型的支护方法，效果较好。

1 试验巷道概况

七采北部一号探巷位于七采区西北部，巷道北侧为33下31工作面（未施工），西侧为73下20、73下22、73下27工作面采空区，东侧为73下28运顺（未施工），南侧为原73下13煤集，上覆73上28工作面采空区。巷道自原停掘位置向前掘进，将先后贯通原73下22下顺、73下27运顺及73下27轨顺。该区域地质情况简单，总体为一单斜构造，西南高，东北低，煤层走向北西～南东，倾向北东，煤层倾角2～8°，平均4°，该顺槽推进约450m，受采动影响顶板压力大，压力显现明显，顶板破碎、煤壁片帮严重。

2 安全生产由于巷道破碎顶板因素造成的影响

截至目前，七采北部一号探巷进行推进大概有450米，在巷道的西侧属于采空区，这个地方的应力作用比较明显，部分地区煤壁片幫、在顶板部位破碎十分严重，运用一般的方式来对这种损伤进行恢复是不太可行的，因为锚网索支护并不能对此产生较大的效果。经过研究发现以及实验分析，发现高分子材料玛丽散在对于这种破坏的修复作用比较强，因此决定对七采北部一号探巷的严重损坏部位注入该材料进行修复。

3 玛丽散的特性

（1）玛丽散使用范围：对裂隙和不够稳定的底层建设进行巩固;对经过断层而产生的破碎煤岩进行巩固;对巷道周边突出地位已受到磨损和破坏部位进行修补预防;对进行瓦斯抽排的孔部进行密封;对水流的出口进行密封;对进行过铆钉处理的岩石进行密封。

（2）材料性能：这种材料由于其本身的化学特性和物理特性具有粘度比较低的特点，因此可以比较容易渗入到比较小的裂缝里，并且其黏合效果比较好，可以和水进行融合，这样一来可以十分高效精细的将水流的裂缝进行密封并且在后期遇水后还会进行膨胀，增加密封效果。

（3）玛丽散的状态效果比较多，自身具有很强的可塑性，在受到外作用力时会产生变形，不会因为岩层运动受到破坏而影响效果，可以与地层进行融合。

（4）在和水进行作用融合时效率很高，能够进行迅速融合并达到对水流进行密封的效果。

（5）抗压性很强，不易受到破坏。

4 玛丽散注入破碎煤体的作用

将高分子材料玛丽散填注到受到破坏而产生严重破碎的煤体里面可以将其固结作用发挥出来，对破碎煤体进行固结后煤壁的承载能力也会得到很大的提升，其整体的强度也会有一定提高。而且这样一来还可以避免冒顶现象的产生。高分子材料玛丽散本身具有粘合力高的特点，在与破碎煤片进行接触时可以高程度的黏合，并且高分子材料玛丽散还具有粘度低的特点，能够渗透到破碎煤体的细小裂缝中，在液体状态时流入细小裂缝在渗透完成后又会产生膨胀效果，这样一来可以完美的进行密封以及加固处理。在对七采北部一号探巷的严重损坏部位注入该材料进行修复的过程中，达到了以下效果：

（1）利用玛丽散材料本身粘度低的特点可以对围岩上的细微裂痕进行渗透并膨胀，从而达到与水和空气隔绝的效果，可以避免因为风化作用以及水浸湿作用而带来的围岩受损，从根本上提高了围岩的使用寿命，提高了围岩的强度。

（2）利用玛丽散材料对破碎岩体进行填注后由于玛丽散材料的力学特性，不连续的岩石面以及变形模量都会产生一定的力学效果，其本身的性状会得到很大的改善，这样一来围岩中破碎岩体的强度会得到提高，并且在外界压力下可以进行自身调整，承载能力得到了一定的提高，整体趋于稳定。

（3）利用玛丽散材料对破碎岩体进行填注后其缝隙在玛丽散材料的膨胀作用下会得到高效的充填，可以提高自身的稳定程度，抗压能力也得到了一定的提高，可以预防由于部分岩体受到损坏而造成的对整个岩体的破坏。

5 利用玛丽散材料对破碎煤体填注

（1）布眼参数：在填注之前先进行打眼工作，采用风钻在岩体上打出深度>6米，眼径>43米，间距>3米，肩窝的水平在10-15度左右，在打眼时要保证与底板之间的距离在1.5米以上。

（2）打眼：在进行打眼操作时要注意将风钻、钻杆以及钻眼保持在同一个方向，推动时力量要保持均匀尽量达到匀速效果，并且作业人员要站在钻机的一侧，防止断钎、夹钎或掉钻头等情况的发生。在进行钻眼的过程中要注意在钻杆进入岩石之后一定时间就要进行抽拉工作以便于孔内的煤粉流出，为注浆的效果提供保证。

（3）在进行玛丽散和催化剂的配方时要注意这个比例：玛丽散和催化剂的体积比为1：1，重量比保持在1：1.17。

（4）注浆压力。利用玛丽散材料进行注浆时，根据围岩的特征要将注浆的压力保持在4-8MPa之间。

（5）利用比较科学合理先进的密封技术可以对材料的浪费进行一定的减少。将玛丽散材料通过注射管注射到专业的封孔器中然后用一定的压力（活塞压力27：风压1）将封孔器撑开到直径在65-70毫米之间，最后将原料注射到要进行施工的区域。在封孔器的作用下，周围的煤岩层可以产生紧密地结合，封孔效果大大提高。

6 玛丽散材料产生的经济和效益

利用玛丽散材料对破碎岩体进行填注对于七采北部一号探巷中的岩体具有很好的防护效果并且对已经产生破坏的煤体具有很好的固结和修复效果，这样一来探巷内的事故率得到了很大程度的降低，作业人员以及工作人员的安全得到了保障。

7 结论

玛丽散高分子聚合产品固结煤体技术在南屯煤矿掘进巷道破碎煤体条件下应用是成功的，对破碎煤体的控制起到了很好的加固作用，在过破碎煤体掘进巷道期间杜绝了片帮冒顶事故，从而提高了掘进巷道的安全可靠性，确保了矿井的安全生产，为今后掘进巷道过破碎煤岩体的支护提供了实践经验。