摘要：針對目前磚石結構永久密閉墻存在的人工勞動強度大、構筑時間長、容易開裂的問題，利用柔模袋、木板、單體柱制作臨時框架，采用泵送高水充填材料方式，極大地提高了密閉墻構筑效率，減小了勞動強度。高水充填材料密閉墻強度快速增長，適應了工作面快速推進需求，同時具有良好的接頂性能和可縮性，減少了開裂漏風現象。

　　關鍵詞：永久閉墻,可縮性,高水充填材料

　　礦井通風中，永久密閉墻一方面隔絕采空區瓦斯外泄，一方面防止新鮮風流進入采空區引發煤炭自燃等事故，起著至關重要的作用，礦井每年需要構筑大量永久密閉墻。目前常用的永久密閉墻為磚石結構，施工幾乎全部依賴人工砌筑，尤其是接近頂部時，人工勞動量更大，頂部密閉性差差，構筑時間長，并且磚石結構雖然強度高，但是存在著受壓易開裂漏風現象[1~2]。針對這些問題，本文提出了一種充填式永久密閉墻快速構筑方法，通過泵送高水充填材料砌筑，極大的提高了永久密閉墻構筑的效率和質量。

　　1高水充填密閉墻材料性能

　　1.1永久密閉墻性能要求分析

　　1)密閉性良好。永久密閉墻主要作用是隔絕兩側的風流，因此密閉性是其最主要的性能要求。2)構筑速度快。高效綜采工作面推進速度約8m/d~10m/d，每隔5d~7d需要構筑一個永久密閉墻，構筑速度必須滿足工作面回采;3)接頂良好。密閉墻構筑時，頂部處理較為困難，人工填塞質量差，頂部密閉不嚴，造成漏風，因此，頂部材料需要有一定的主動膨脹接頂性能。

　　4)強度快速增長。工作面推進速度快，材料必須在2d內達到設計強度，否則無法承受頂板周期來壓時劇烈的礦壓作用，造成墻體壓裂破壞;5)適當的可縮讓壓性能。頂板周期來壓引起的頂板下沉不可避免，磚石結構剛性墻體受壓變形后破裂，喪失支撐能力，因此，墻體必須有一定的可縮讓壓性能，能夠產生一定的變形而不被壓裂;6)材料強度適中。密閉墻如果能夠有一定承載能力，始終保持與周圍貼合嚴實，即可達到阻擋風流的目的，強度適中即可，強度過高一方面造成材料浪費，另一方面容易壓裂，過低容易導致頂板下沉量過大。

　　1.2高水密閉墻充填材料性能

　　高水密閉墻充填材料是一種專門針對密閉墻性能要求研發的一種新型材料。材料為A料和B料兩種粉劑，按1:1配合使用。其主要性質如下：

　　1)用水量大，材料消耗少。水灰比可在0.8∶1～2.5∶1之間調整，較常用水灰比為1.2∶1～1.8∶1之間，磚石類水灰比在0.3:1左右;2)單液性能穩定，利于泵送。單液料漿可存放2h以上，具有良好的流動性、懸浮性，可以實現遠距離泵送;3)混合快速凝固，利于模板穩定。初凝時間可控制在1～30min之間。終凝時間可控制在5～60min之間，快速凝固使墻體很快具備自穩能力;4)強度增長快。1.5∶1水灰比條件下，2h單軸抗壓強度為4MPa，1d強度5.5MPa，90d強度為8.5MPa;5)膨脹率高，頂部接頂效果好。膨脹率在1%～20%之間可調，1.5∶1水灰比條件下，膨脹率為19.7%，正常充填階段減小膨脹率提高強度，充填接頂階段提高膨脹率;6)可壓縮性好，不開裂，殘余強度高。加入纖維材料，受壓時能夠保持較好的完整性，單軸壓縮量為8%時，材料殘余強度可達到峰值的60%以上。

　　2永久密閉墻快速構筑技術

　　2.1充填系統

　　永久密閉墻構筑屬于規模相對較小的充填工程，采用井下泵站充填方式。泵站采用2臺充填螺桿泵、兩趟單液輸漿管路、一趟混合管路、連接件、充填材料即可。充填時，通過兩臺螺桿泵分別制備兩種漿液，通過螺桿泵擠壓輸送，兩趟單液漿管路可以實現遠距離輸送，在充填地點混合進行充填。

　　2.2充填模板支設

　　主要使用柔模袋作為充填模板，模袋材料采用阻燃和抗靜電的一級風筒布。柔模袋為長方體結構，無底，尺寸根據聯絡巷斷面大小確定，寬度一般為2m。為提高墻體受壓穩定性，模袋加工有3×5個對拉錨桿穿孔，間排距為1m，預裝對拉錨桿。支設模板時，提前頂部靠近外側還加工有2個充填灌注孔。柔模袋頂部周邊及四條垂邊每隔200mm加工一個吊環，方便柔模袋的吊掛。柔模袋采取吊掛方式，內側采用方柱和木板制作擋墻，外部采用單體支柱和木板制作擋墻。

　　3效果考察

　　以成莊礦4320工作面密閉墻構筑為例，考察高水充填材料密閉墻效果。1)施工情況。一個永久密閉墻的支設模板、充填工序，全部在5h~6h內完成，極大的提高了永久密閉施工速度，泵送方式極大的減小了人工勞動強度。1d內達到5MPa設計強度，滿足了工作面快速推進的要求。2)墻體變形觀測。工作面推過60d，墻體滯后工作面約450m，變形基本結束，頂板下沉量約200mm，兩幫移近量約250mm，墻體隨聯絡巷斷面變形而壓縮，起到了良好的讓壓作用，墻體壓縮率與聯絡巷變形量基本匹配，墻體沒有出現開裂現象。3)瓦斯濃度監測。采用墻前瓦斯濃度監測方式，每天監測密閉墻前瓦斯濃度。通過60d觀測可以看出，永久密閉墻墻前瓦斯含量在0.2%~0.4%之間，與回風順槽瓦斯含量基本一致，沒有出現后期壓裂瓦斯泄漏現象。

　　4結論

　　1)高水充填密閉墻材料具有良好的接頂性能、可壓縮性、可泵送性，滿足永久密閉墻性能要求;2)一個永久密閉墻施工僅需要5h~6h，極大的提高了永久密閉施工速度，泵送方式極大的減小了人工勞動強度;3)現場變形觀測和瓦斯監測結果，表明墻體有良好的可縮讓壓性，沒有出現開裂。

　　參考文獻：

　　[1]蔡藝華,王飛.煤礦井下采空區密閉墻相關問題的探討[J].煤炭技術,2004,23(3):63-64.

　　[2]魏德寧.煤礦新型永久密閉墻研究與穩定性分析[J].煤炭科技,2009,28(1):10-11.

　　相關期刊推薦：《煤炭技術》于1982年創刊，曾用名《國外煤炭》，1995年改現名。是經國家科技部和國家新聞出版總署批準的國家級期刊，是集技術性、實用性、導向性和服務性于一體的頗具影響力的綜合性煤炭技術類月刊。