桃园矿十煤层为中厚煤层，分层开采，煤层倾角大，在顶分层开采过程中，实行随采随灌。传统的灌浆方法容易在煤层产生浆道，直接影响灌浆效果，煤层及冒落的顶板得不到广泛的浸蚀，一方面不利于再生顶板的形成，给下分层开采的顶板管理带来困难，留下隐患；另一方面也不利于采空区煤层自然发火的防治。为了从根本上解决问题，彻底消除隐患，我们确定以开展灌浆机理研究，提高灌浆效果作为课题，开展过程研修。

      矿成立课题研修专门小组，研修人员选择由煤炭工业出版社出版的《煤炭自燃理论与防治实践》（作者：张国枢、戴广龙）、《矿井火灾防治》（作者：王省身、张国框）以及《液体力学》为主修教材，认真钻研了煤炭自然发展的四人阶段及各个阶段的特征，根据煤炭处于每个自燃阶段应采取的防治措施、液体流动规律、降低液体流速的机理及途径等相关内容。研修以自学为主，每周召开一次研修交流例会，对学习中发现的疑难问题进行讨论解决，对于自身解决不了的向有关院校的专家教授请教，直到解决和弄懂弄通为止。并利用研修交流例会，掌握研修进展情况，及时调整研修方案、内容以及目标和方向；每季度开展一次研修成果发布，每位研修人员结合自身的学习、研修倡谈自己的体会或心得，发布研修的成果以及成果在实际工作中的推广运用情况、效果，同时研修小组集中大家的成果，发布整体研究成果，从中找出不足，把问题当课题，进一步深入开展过程研修，扩大研修成果，拓宽研修范围，由浅入深，循序渐进。通过参加集团公司举办的专题研讨班、请进来送出去开展业务培训、学术交流、参观考察、在全矿工程技术人员中征集合理化建议、将疑难问题在全矿公示，征求解决的办法与途径等多种切实有效的途径，解决研修过程中出现的问题，请专家帮助指明研修的方向、研修的途径、研修的方法，明确研修目标，指导研修，保证研修活动向健康的、纵身的、顺利地发展。

 

      研修小组制定了详细的规范的研修规划和阶段性研修计划，在规化、计划的指导下开展有秩序的研修活动。研修小组派研修骨干去中国矿业大学实地参加培训和参观增稠剂改变液体流动机理、降低流速试验，帮助研修人员拓宽了知识视野，奠定了研修成功的决心。研修人员查阅了大量的科技资料及九五期间全国防治煤炭自然技术资料汇编，探索降低液体流速、减缓和消除大倾煤层灌浆形成浆道、扩大浆体浸蚀范围以及随采随灌过程中存在的问题的补救方法与途径等。就上述问题，在全矿工程技术人员中征集合理化建议，并在矿领导及有关部门的大力支持下，对提出有效的解决方法、途径与措施的个人及技术研修小组、科研攻关小组给予物质奖励和精神鼓励，吸引大家积极参与课题研修，为课题研修献计献策。矿地测科与课题研修小组联合，针对煤层倾角大、沿煤层倾斜方向轴向褶曲发育的地质条件，提出了向采空区打钻，利用钻孔补注措施，具体方法是，根据煤层底板等高线，在邻近层风巷或利用石门沿背斜褶曲的轴线（最高点）布置和施工钻孔，然后封孔安装管路向钻孔灌浆，浆体沿褶曲的轴线（最高点）向背斜褶曲的两翼蔓延，从而扩大了浆体的覆盖范围，增加了浆体对煤体、垮落顶析的浸蚀，提高灌浆效果，有利于防治煤炭自然发火及再生顶板的形成。这一研修成果的推广运用，效果十分显著，并在1041工作面及1022上工作面组织了实施。由通风区技术攻关小组提出的，由过去传统的工作面上风巷埋管灌浆改变为工作面上风巷抽管灌浆方案，研修小组在1044工作面、1045工作面进行了推广使用，也取得了显著的成效。抽管灌浆做到了班班抽管、班班灌浆，保证了连续灌浆，克服了传统的埋管灌浆间隔30-50米留一个出浆口，灌浆不连续，一个出浆口灌浆量大时易产生浆道等缺点，这项措施的推广运用，对提高灌浆效果起到了积极的作用。研修小组又与北京科大联系，请求有关专家将添加渗透棒煤层注水技术推广运用到采煤工作面随采随灌之中，在浆体中添加一定比例的渗透剂，扩大流体在煤与垮落顶板岩石中的渗透速度，同样的浆体流速，添加渗透剂后，向周围的渗透速度提高了数倍，从而保证了浆体的迅速扩散，避免浆道的形成。钻机队技术攻关小组提出将注凝胶原理运用到工作面随采随灌之中。在工作面上隅角的灌浆管路上设置三通，利用其中的一个管口向灌浆管路中添加增稠剂，让增稠剂在三通至出浆口管路中或浆体离开管路的初始流动中增加稠度，降低流速，避免产生浆道，从而克服了研修小组起初采取的在灌浆站出浆口中添加增稠剂，添加过早影响浆体在管路中的运行速度，甚至堵塞灌浆管路的弊端。在采取上述化学变化手段的同时，研修人员通过研究，大胆地提出了运用物理变化的方式，探讨新的提高灌浆效果的途径，设计了挡浆板，每个挡浆板长1.5米、高0.5米，在工作面回柱前，在采空区方向打两个简易的底锚杆，并用锚注剂固定，沿水平方向间隔0.8米打两个，每两个底锚杆固定一个挡浆板，使每一块挡浆板固定牢靠且水平安置，当浆体冲到挡浆板中央时，保证浆体均匀地沿挡浆板向两端流动，并由端头流下。在实施过程中，将灌浆管路的出浆口沿倾斜方向对准最上一块挡浆板的中央，而第一块挡浆板的两个端头沿倾斜方向正好在下一排的两块挡浆板的中央，依次类推，这样当灌浆管路出浆口流出的浆体冲击到第一块挡浆板时，浆体沿挡浆板均匀地从挡浆板的两个端头流下，冲击到下一排的两个挡浆板的中央，再向下流，每一次的冲击就会减缓一次浆体的流速，同时，通过层层的挡浆板，扩大了浆体波及的范围，消除了浆道形成。

 

      总之，通过课题研修，探索并采取了多种有效的方法和措施，既降低了浆体的流速，避免了浆道的产生，又提高了浆体的渗透、扩散速度，同时也探索并采取了补注措施。这项课题的研修成功，并将成果推广运用到实际工作中，有效地改变了十煤煤层灌浆机理，提高了灌浆的效果，为加快形成再生顶板、形成稳定的再生顶板、降低下分层开采顶板管理难度、消除顶板破碎带来的隐患、防治采空区煤炭自然发火都有着积极的意义，将在安全生产中发挥出重要作用。

作者：淮北矿业安监局张友根

编 辑：蒋莉