大采高动压影响下末采注浆加固技术研究
注浆加固技术在大采高综采工作面过围岩破碎带中的应用
B
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 5— 2 8 0 1 . 2 0 1 3 . 0 2 . 1 3 0
霄云煤矿 1 3 0 1 综采工 作面 , 1 6 。 倾角 , 采 用一次 采 全高工艺 , 采高 4 . 0 m, 工作 面受地质构造影 响 , 在3 7— 5 2 # 支架 、 2 2— 3 1 # 支 架及 1 — 7 # 支架等 位置 揭露 断层 , 工作面煤壁 和顶板破碎 , 导致顶板管 理困难 , 为保证 正 常 回采工作 , 决 定采用 化学 注浆材 料 马格 尼针 对破 碎 带注浆加 固。
6 结 论
参考文献 :
[ 1 ] 我 国露天 煤矿 开采环 境 问题及 防治对 策研 究 [ J ] .中 国矿 业 ,
2 0 0 2 ( 6 ): 6 1 ~6 4
[ 2 ] 杨荣新 . 露天采 矿学[ M] . 徐州 : 中国矿业大学 出版社 . 1 9 8 6 : 4
~
6
1 工 作 面 注 浆 加 固 治 理 目的 及 预 期 效 果
( 1 ) 浆液 固结体 的网络骨架作用 。 马格 尼化学 材料 和煤体 的固结体 具有 良好 的韧性 和粘结性 , 当外 载 增 加 时 , 固化材 料 发生 变 形但 不 破 坏, 载荷 主要 由强度较 高的煤 岩体 承担 , 这样 围岩的破 坏条件 由原来 的裂隙弱面强度 条件向接近煤体 强度条 件转化 。当煤体 应力 超过煤 体强 度发 生较 大变形 时 , 固结材料 的结 构 以其 良好的韧性和粘结强度起 到骨架 作用, 提高围岩的残余 强度 , 限制围岩破坏的扩展。 ( 2 ) 充填压密及转变 围岩破 坏机制 的作用 。
大采高综采工作面过破碎带顶帮注浆加固技术
专题论述
大 采高综 采工作面边破碎带 顶帮注浆加固技术
山西 大 同煤 矿 集 团白洞煤 业公 司 王 志 勇
[ 摘 要] 大采 高综采 为国内新 兴的一项厚煤层 综合机械化 开采工 艺, 其主要优点是产能 高、 用人 少。 用大采 高综采的矿 井 , 易实现 极 高产高效 的矿 井建设 目的。 该工艺的局限性在于应对破碎 顶板 条件的能力差。 1 2工作面是在 2类 一 Ⅱ型顶板下首次采用 45米大 80 . 采 高综采 工艺, 回采过程 中遇到一 宽约 5 米的破碎带 , 在 O 工作面频繁发生片帮 , 顶板维护非常 困难。 为保证首采工作面顺 利推进 , 对 工作 面破碎 带的项 帮进行 了注浆加 固技 术并取得 了良好 的效果 。 用化 学浆对 大采 高工作 面顶帮进行注浆加 固, 利 改善 了 煤壁 与顶板 的力学性质 , 为大采 高工作 面安全顺利 回采提供 了有利 的条件 , 为矿 井高产 高效提供 了一项 实用技术。
[ 关词 ] 大采 高工作 面 顶 帮加 固 化 学注浆
一
、
工 作 面概 况
本工作面开采煤层为 3 样煤 , 该工作面煤层沉积较稳 定 , 结构复杂 。 工作面里段下部位 于 2号 煤分叉区大部含有夹矸 ,为 细砂岩 ,厚度为 0 21 。工作面外段 , ~ .米 煤层为倾 向 N E的单 斜构造 , 倾角为 3~ 。工 。5; 作面里段 , 煤层为一宽缓 向斜构造 , 倾角为 4~ 。 工作面里段发育一 向 。 6。 斜构造 , 两翼断层较发育 , 地质构造较复杂 , 主要表现为断裂构造 。 老顶 为细砂 岩 , 灰色 , 含有菱铁质透 镜体及条 带 , 全层发育 , 波状层理 , 直接 顶为粉砂岩 , 深灰色 , 可见植物化 石 , 含菱铁质 。直接底 为粉砂岩 , 深灰 色, 上下部致密 , 含有植物根部化石 。煤层厚度 46~62 平均 53m。 . .m, . 2 在工作面推进过程 中, 到一条破碎带 , 遇 破碎带宽度 约 5 , 0米 在工 作面通过破碎带期间 , 伪顶 冒落 , 直接顶破碎 , 煤壁 片帮 , 给工作面的安 全及生产带来 了非常大 的影 响, 如不及时采取方案加 以控 制 , 冒落的矸 石会造成频繁压工作面运输机 , 造成运输机启动 困难 、 磨损严重。在大 采高工作面破碎带移架对操作人 员的安全带来严重 的威 胁。更重要的 是, 在频繁压运输机 、 移架 困难 的情 况下 , 不能保证工作 面正常运转 , 难 以实现大采高高产高效 区队建设 的 目的。 因此必须对工 作面进行注浆 加 固, 保证正常运转 。 二 、 岩 体 超 前 化 学 注 浆 固化 机 理 煤 l超前注浆 、 在采掘工作面煤岩体开挖前 进行预注浆称作超前 注浆 ,就是利用 浆液来充填和 固结顶板 ( 煤壁 ) 的裂隙面 , 提高煤壁及顶板 强度 , 充分发 挥煤岩体 自身承载能力 , 保持 围岩稳定 、 形成应力平衡过程 。 因此 , 煤岩 体预注浆 固化可显著提高工作 面煤 壁 、 顶板 的完整性 , 改善综 采工作面 架前顶帮状况 。 2 充填压密及转变顶板煤壁破坏机制 、 断裂力学认为 , 连续介质 内有裂 隙时 , 在承载过程 中会形 成强烈的 应力集 中, 在裂隙端部产生最大应力 集中 , 介质产生破坏 就是 在一定的 应力条件下裂隙 出现失稳扩展 的结 果。超前注浆 时浆液 在泵 压的作用 下 , 了将一些较大的裂 隙充填满 , 除 还可将一些充填不 到的封 闭裂隙和 小裂隙压缩 , 甚至使其闭合 , 提高煤壁 、 顶板的弹性模量和强度。 3 浆液 固结体形成 网络骨架 、 浆液经挤压或渗透到 围岩纵 横交错的裂隙 中固结 ,会形 成网络骨 架结构 。 形成 网络骨架 的高分子化学材料抗压强度不一定很高 , 但此 固 结体具有 良好 的韧性和粘结性 。 当外载增加时 , 固化材料发生变形但不 破坏 , 载荷主要 由强度较高 的煤 岩体 承担 , 这样 围岩 的破 坏条件由原来 的裂隙弱面强度条件 向接近岩体 强度条件转化 。当外载超 过围岩强度 而发生较大变形时 ,固结材料 的网络以其 良好 的韧性 和粘结 强度起到 骨架作 用 , 提高 围岩的残余强 度 , 限制其 破坏的扩展 , 而改善 工作面 从 架前顶帮状况 。 三 、 浆 方 案 注 1注浆材料 : 、 波雷因 。 波雷因化学浆的技术性能介绍 波雷因化学浆是一种高分子 聚合 物 , 具有较好 的渗透性 , 与煤岩体 均有较高的粘合力 , 在压力作用下可 渗透到微裂隙之 中, 混合后 反应膨 胀凝 固, 形成致密 的网络骨架体 , 工作 面顶板和煤壁起 到有效 的固结 对 作用 , 其广泛应用于煤矿煤岩体加 固工程。波雷因化学浆 的优 点有 : ① 粘度低 、 渗透性好可渗人到岩层微细裂隙或节理内 ; ②具有优异的粘结 强度 , 与松 软岩层粘结为一体 , 增加松软岩层 的整体性 ; 材料 的 能 并 ③ 凝胶体具有较好的延展性 , 从而能很好 的适 应岩层 的较大变形 ; ④材料 反应后生成的凝胶体具有较强 的机 械强度 ,从而对松散岩层具 有辅助 支护作用 ;⑤ 材料能遇水发生膨胀反应 ,从而其还具 有注浆堵 水的效 用。波雷因化学浆的技术参数如下 : ( ) 化 时 间 3 ~5 s ( ) 沾 手 时间 10~ 0 ; 3 固结密 度 1乳 0 0;2 不 8 4s ( ) 3 0 4 0 g ( ) 0 ~ 0 k/ ;4 抗压强度 4 5 P ;5 阻燃性能 : m — M a( ) 阻燃 氧指数小 于 2 %;6 黏结强度 0 ~ . P ;7 双液混合 比 1 l 6 () . 0 M a( ) 4 5 : 。现场 司泵 员要 及 时关注注浆情况 , 确保黑 、 白材料按 1 1比例压注。 : 每次注浆结束后 , 对 泵要进行冲洗 。 2 注浆范围 : 、 工作面顶板破碎溜渣区域及上下两台支架。
注浆加固在强动压下软岩巷道支护中的作用
注浆加固在强动压下软岩巷道支护中的作用摘要:目前年我国科技水平和我国各行各业的快速发展,断层是矿井最常见的地质构造,尤其是落差大的断层,受动压影响顶板易破碎,给工作面支护增加难度。
近年来矿井也采用了一些支护措施,如增加锚杆、锚索的支护密度等,虽然一定程度提高了顶板的支护强度,但受断层落差大等因素的影响,支护后容易出现“网包”现象,影响支护安全。
因此,需要对断层区域巷道顶板进行注浆加固,黏聚破碎围岩裂隙,减小松动圈,提高顶板的承载能力,保证顶板的完整程度,避免出现工作面过断层时发生冒顶事故,造成人员伤亡和压坏设备。
采用注浆加固保证顶板的完整性和稳定性,确保了工作面安全回采。
关键词:煤矿;软岩巷道;注浆加固;支护;作用引言对破碎软岩顶板进行水泥—水玻璃注浆加固,浆液可以很好地充填到岩体裂隙和空洞中,产生水泥石与岩体黏结成整体,从而提高破碎围岩的整体性和自承载能力,改善了支护杆体与岩石的锚固特性。
切巷分段施工和顶板全锚索支护技术,实现了大跨度切换的安全施工,巷道变形量得到了较好的控制。
1注浆加固在巷道支护中的作用在煤矿开采工作过程中,注浆加固施工技术作为一种高效的软岩巷道支护施工技术方法,主要是通过注入某种浆液材料,有效达到煤矿井下软岩巷道的支护作用和效果。
这种注浆加固施工技术在实际使用过程中,主要是通过使用高压加强设备,将预先制备好的浆液直接输送到软岩巷道支护设备当中,而并非直接通过人工进行巷道外表面涂抹或者是其他断裂注浆的方法来进行操作。
现阶段,注浆加固技术在我国各大煤矿巷道开采工作中应用越来越普遍,尤其在一些强动压向软岩巷道支护工作中的应用效果非常明显,因此需要针对软岩巷道支护工作要点进行全面控制,有效保证注浆加固施工技术效果,提高煤矿巷道的整体安全性和稳定性。
2问题产生的原因分析(1)巷道顶板岩层结构复杂多变。
直接顶以泥岩为主,砂质泥岩为辅,且含有夹矸状黄泥,裂隙发育,局部出现空洞。
(2)锚杆和锚杆索锚固效果不佳,锚固力达不到设计要求。
大采高工作面破碎围岩注浆加固技术
wo r k i ng f a c e . Ke ywo r ds: l a r g e mi ni n g he i g h t wo r ki n g f a c e; c o a l wa l l s p a l l i n g; g r o u t i ng r e i n f o r c e me n t ; s u pp o r t p r e s s u r e di s t r i b ut i on l a w
摘
要: 大采高工作 面煤壁 片帮顶板漏 冒采用 传统 在支架上架设 木垛的方法很难 处理 , 也 存在极大 的安全
隐患 , 煤壁及顶板 注浆加 固是解决 这种 问题 的一种 很好 的方法 , 文章结 合现场 实测和 运用 F L A C 数值模
拟分析软件分析了煤壁注浆前后煤壁片帮破碎情 况及支 承应力 的变化 , 分析煤 壁片 帮机理 和注浆前后 的 效果 , 得 出了注浆前后 支承压力 分布规律 , 为大采高安全开采提供 了技术指导 。 关键词 : 大采高工作面; 煤壁 片帮 ; 注浆加 固; 支承压力分布
1 工作面概况
中能 煤业 2 3 0 1回采 工 作 面是 中能 煤 业 二 采 区
Ab s t r a c t : I t i S d i f i c u l t t o d e a l wi t h t h e b r o k e n r o o f o f t h e c o a l s e a m wi t h t h e t r a d i t i o n l a me t h o d o f e r e c t i o n 0 f wo o d o n t h e b r a c k e t i n t h e l a r g e mi n i n g h e i g h t w o r k i n g f a c e ,a l s o t h e r e i s a g r e a t s e c u r i t y r i s k , c o a l wa l l a n d r o o f g r o u t i n g r e i n f o r c e me n t i s a v e r y g o o d wa y t o s o l v e t h i s p r o b l e m. I n t h i s p a p e r ,c o mb i n e d w i t h t h e i f e l d t e s t a n d t h e u s e o f F L AC n u me r i c l a s i mu l a t i o n a n a l y s i s s o f t wa r e t o a n a l y z e t h e
大采高工作面特殊构造区域注浆加固技术研究
f | 1 ” l 。 、 a } 一 。 山 西 煤 炭 SHAN XI ME I TAN
第3 3 卷
第1 1 期
文章编号 : 1 6 7 2 — 5 0 5 0 ( 2 0 1 3 ) 1 1 - 0 0 6 2 — 0 2
大采高工作面特殊构造区域注浆加固技术研究
刘 军 锋
( 山西晋城无烟煤矿业集 团有限责任公司 摘 寺河煤矿 , 山西 晋城 0 4 8 2 0 5 1 )
要: 寺河煤矿通过不 同地点 、 不 同地质备件下的 注浆实践 , 研 究注浆施 工技 术 , 解决大采 高工作 面和 巷道过软煤
区、 断层 、 陷落柱及动压影响 区域的顸板 管理难度 大的问题 。 研究掌握注浆技 术 , 能为大采 高工作 面及巷道在遇 特殊 地质 条
3 0 。上仰。 为保证注浆孑 L 末端延伸至巷道顶板 , 钻孔设计
深度 6 m, 注浆压力不低于 1 0 MP a 。注浆材料 “ 马丽散 ” , A、 B两种组分混合使用 , 配比 1 : 1 。 根据注浆实际统计 , 每个钻孔 注浆 量平 均 1 . 5 ~ 2 t 。通 过注浆 , 有效改善 了断 层 附近煤 岩体 的强度 和结构 ,提高 了煤体抗 变形能力 , 确保 了过断层 期间的顶板安全 。 2 )工作 面末采 。寺河 煤矿 4 3 0 2工作 面在末 采前
收 稿 日期 : 2 0 1 3 — 0 6 — 0 8
作者简 介 : 刘军锋 ( 1 9 7 8 一 ) , 男, 山西晋城人 , 大学本科 , 工程师 , 从事采掘设计工作 。
6 2
第3 3 卷 第1 1 期 2 0 1 3 年1 1 月
VO I . 33 NO. 11
大采高工作面超高区深孔预注浆加固技术研究
实现对 裂 隙的封堵 ; ②单 、双液 交 替 注 浆 ,在 出 现漏 浆 时 , 换双 液材料 进行 注浆 ,主要利 用双液 材料凝
的方式对煤 岩 体进行 加 固。提 出 了 “ 以加 固煤壁 为 主 ,兼顾 顶板” 的治理 思路 ,研
究 了合理 的注 浆 时机 。进 行 现场试 验 ,并 对注 浆效果 进行 考察 。试 验 结果表 明 :工 作 面前方 4 5 ~3 5 m 区段是 裂 隙扩展 阶段 ,是 最 佳 注 浆 区域 ;超 高 区进 行 深孔 预 注 浆 后 ,煤 壁直 立性 显著 提高 , 片帮量 多在 3 0 0 mm 以 内;注 浆 加 固 区回采 速度 得 到 较大 提高 , 由原来 的 2 . 4 8 m/ d提 高 到 3 . 9 2 m/ d ; 深孔 预 注 浆 区域 化 学 浆用 量 大 大 减 少 ,节 约 了注浆成 本 。 关 键词 大采 高 超高 区 深 孔预 注浆 注 浆 时机 定安 全 隐患 ,基 于此 ,本文 研究 了从 工作
工作 面安 全高效 通过该 区域 。 注浆试 验 段 长度 为 1 2 0 m,其 中超 高 区
破碎 区域煤 体进行 加 固 ,待浆 液凝 固后进行
套 孔 钻 进 ,如 此 反 复 进 行 ,直 至 钻 孔 施 工 至 设计 位置 。
3 . 4 漏 浆 解 决 办 法
0  ̄6 0 m 范 围进行超 细 水泥 注浆 ,6 O ~1 2 0 m 范 围进行 新型 无机注 浆材料 ,本 文重点 结合 1 3 0 7 2巷 新型无 机注浆 材 料加 固段情 况 ,对异常 区提前进 行深 孔 预 注浆 ,并对 注浆 效果 进行 了考 察 。
2 工 程 概 况
大 采高工 作 面具有 开采 强度 大 、 回采 效
大采高工作面末采阶段联合注浆加固技术
第51卷第4期煤炭工程COAL ENGINEERING Vol.51,No.4doi:10. 11799/ce201904012大釆高工作面末采阶段联合注浆加固技术马赛、陶广美\史中刚2(1.山西晋煤集团技术研究院有限责任公司,山西晋城048006;2.山西晋城煤业集团寺河煤矿,山西晋城048200)摘要:针对寺河矿大采高工作面末采阶段矿压显现剧烈,易出现片帮、冒顶,进而影响液压支 架顺利撤出的问题,采用新型无机注浆材料对距主撤架通道后40m范围煤体进行超前预加固,并在撤 架通道开采侧煤体局部地区补注少量有机注浆材料的联合注浆加固技术,有效解决了大采高工作面末 采阶段片帮、漏顶等难题,实现了工作面与主撤架通道的安全快速贯通。
通过对末采时间和末采注浆 成本的对比分析,联合注浆加固较单纯使用有机材料注浆加固获得了更好的经济效益。
关键词:大采高;末采;联合注浆加固;效率效益中图分类号:TD327. 2 文献标识码:A文章编号:1671-0959(2019)04-0049-05Application of Joint Grouting Reinforcement Technology in the EndMining Project of Large Mining Height Working FaceMA Sai1 , TAO Guang—mei1, SHI Zhong-gang"(1. Jincheng Anthracite Mining Group Technology Research Institute, Jincheng 048006, China;2. Sihe Mine of Shanxi Jincheng Coal Group, Jincheng 048200, China)A bstract:In view of the great mining height of the Shihe Mine, the mining pressure at the end of the mining stage appearedseverely, easily leading to the occurrence of the film gang, the top of the situation, affecting the smooth withdrawal of the hydraulic support further. A new inorganic grouting material was used in advance pre-reinforcement of coal body within 40 meters from the main draw-off passage. In addition, a small amount of organic grouting material was refilled in local areas of the mining side of the withdrawal channel. The application of the joint grouting reinforcement technology effectively solved the problems such as chipping and leaking at the final mining stage of large mining face, and realized the safe and rapid penetration of the working face and the main withdrawal channel. By comparing the final mining time and the grouting cost at the end, the joint grouting reinforcement achieved better efficiency and benefit than simply using organic material grouting reinforcement.Keywords:large mining height;end mining;joint grouting reinforcement;efficiency and benefit由于寺河矿回采衔接紧张,撤架通道往往提前 掘成,在工作面接近撤架通道时,工作面回采应力 对撤架通道和两者之间的煤体产生强烈扰动,矿压 显现剧烈,煤体受损[h2],加之末采阶段回采工序增 加,推进速度变慢,很容易引起工作面片帮、漏顶,进而影响工作面液压支架的顺利回撤[3_6]。
采空区注浆加固技术研究与应用
2018年第1期 煤炭科技No. 12018 COAL SCIENCE & TECHNOLOGY MAGAZINE 107文章编号:1008-3731 (2018)01-0107-03果"#法%加因技术研究与应用柴守俊(山西焦煤集团岚县正利煤业有限公司,山西岚县033500)摘要:某拟建工厂厂址位于老采空区上方,为了防止地基沉降,采用注浆方法对采空区及破碎岩层进行加固处理。
首先采用可视探测系统对采空区及岩层情况进行探测,确定合理的注浆方案。
注浆前、中、后对注浆效果进行监测,结果表明注浆取得了良好的效果,有效地加固了采空区及岩层。
关键词:采空区;注浆;效果监测中图分类号:TD263 文献标志码:BResearch and application of grouting reinforcement technology in goafCHAI Shou-jun(Lanxian Zhengli Coal Indutry Co.,Ltd.,Shanxi Coking Coal Group,Lanxian,Shanxi,033500) Abstract: A proposed factory site is located above the old goaf,in order to prevent the settlement of thefoundation,In this paper,the method of grouting was used to reinforce the goaf and the broken rock.Firstly,the visual detection system was used to detect the mined-out area and the rock formation,and a reasonable grouting scheme was determined.The results show that the grouting has achieved good results before and after grouting, effectively strengthening the goaf and rock formation.Key words:goaf;grouting;effect monitoringCLC number: TD263 Document identification code: B随着我国经济的快速发展以及人口密度逐渐 增加,土地资源日益紧张[1]。
大采高综采工作面过地质异常区的围岩注浆加固技术探讨
大采高综采工作面过地质异常区的围岩注浆加固技术探讨摘要:通常大采高综采工作面在过地质异常区的时候,经常会受到周围媒岩体松散、破碎等影响,导致工作面产生不良情况,进而失稳。
对此这就需要对其巷道围岩的稳定性加强控制。
对此,本文就将以实际案例对其围岩注浆加固技术的应用进行分析。
关键词:大采高综采工作面;围岩注浆加固技术;地质异常区引言:在煤炭资源的持续性开采之下,其整体开采趋势向着深度开采进发。
对于深部开采条件来说,其地质构造相对比较复杂,地质异常区域广泛存在,因此这就给煤矿的安全生产带来了隐患。
为了将工作面搬移次数降低,提升煤炭资源的回采率,通常都会直接过地质异常区。
此外,在厚煤层的开采之中,通过大采高综采的方式可以有效提升回采率,达到煤炭资源的高效与高产开采。
然而这种情况下,其工作面的矿压显现比较剧烈,且地质异常区周围的还会出现其它情况,对此这就必须要通过注浆加固技术保证其围岩的稳定性。
一、工程概况淮南矿业集团潘三煤矿17102(3)工作面地面标高+19.8~+22.8m,工作面标高-671~-719m,工作面可采走向其长度为1800m,倾斜长190m。
其东部和北部的部分煤层已经相继收作。
回采区域将对地面农田、已搬迁的村庄、道路、高压线路等造成沉陷影响。
该面13-1煤层赋存稳定,总体上呈单斜状,北高南低,煤(岩)层产状180~240°∠2~11°,平均4°。
对其使用无线电坑透探测和实践资料进行分析之后发现,该面出现了6处异常区,因此这就必须要采取相应的加固措施。
本次拟运用顶板超前预注浆加固技术。
二、注浆加固技术在本次加固过程中,重点针对6#异常区进行加固处理,该段属于断层影响和煤厚异常区。
(一)加固对策6#异常区轨顺退尺1653~1763m、运顺退尺1612~1713m,轨运联巷退尺为1720m,在选择加固方案的时候,依照钻孔长度较短、施工便利以及加固范围广的原则,首先在轨运联巷、轨顺、运顺工作面侧帮开展帷幕注浆,以此形成止浆墙,接下来在轨运联巷运用分布递进的方式进行40m、70m、100m的深钻孔,最后对顶板实施超前预注浆加固[1]。
浅埋大采高工作面过陷落柱注浆加固技术
第 2 期 7
S IN E E H O O YIF R A I N CE C &T C N L G O M TO N
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浅埋大采高工作面过陷落柱注浆加固技术
张 新 蛮 ( 州煤 电集 团三 交河矿 山西 霍
临汾
460 ) 1 0 0
【 要】 摘 本文针 对霍州煤 电集团公 司某矿 54工作 面回采过程 中强行 通过 陷落柱 时造成工作面大面积 片帮、 0 冒顶致使工作 面无 法正 常回 采的难题 . 通过应用注浆加固技 术固结松散破碎的岩块 , 高围岩 的残余 强度 , 提 改变破 碎围岩受力状 态, 有效控制片帮、 冒顶。 实践表明, 注浆加 固技 术在工作 面顺利通过陷落柱等地质构造过程 中具有很好的应用前景 。 【 关键词 】 陷落柱 ; 注浆加 固; 大采高; 综采
变 另外 . 当围岩中存在较大 的裂隙 , 裂隙附近的岩体处于二向应力状 态. 当裂隙内充满 固化材料或压密后 , 为三向应力状态 , 将变 而岩体在 岩溶陷落柱是指煤 系统地层底板厚层灰 岩 中溶洞裂隙 的塌陷物 三向应力状态时的强度 比二 向时显著增大 。 并且脆性减 弱、 塑性增 强。 以及 上覆地层 塌陷形成 的塌陷体 . 是岩溶引起 的一种特殊地质现象目 。 从受力状态来看 . 固化也起到 了转变岩体破坏机制和提高围岩强 注浆 在我 国煤田中已发现 陷落柱近 30 个 , 中山西 、 00 其 河北较多『 岩溶陷 1 1 。 度的作用。 落柱对地下工程 . 特别是煤矿采掘工程影响很大 . 如工作面的布置 、 资 22 注浆加 固施工方案 . 源的损失 、 工作面顶板控制等 ; 当岩溶陷落柱与含水层沟通时 , 由于岩 本次注浆加固采用化学浆液 ( 马丽散 )对陷落柱破碎带区域分两 . 溶陷落柱及柱边围是地质体 的薄弱环节 . 必将造成工作面突水 以至淹 步加 固 . 是在巷道内对无炭柱两边 缘处附近进行加 固 。 是在工作 一 二 井. 危害极大。本文介 绍一种通过注浆加 固手段顺利通过 陷落柱 的工 面推进至离陷落柱 4 m和距离 陷落柱边缘 4 m结束时从工作面方 向对 程经验 。 希望能给读者以借鉴 。 陷落柱进行加 固 2 . 巷道 内注浆钻孔布置及参数 .1 2 1 工 程 概 况 在 工作 面推进到 陷落柱前 先在巷道侧对无炭柱前 后边缘处附近 11 工作面基本情况 . 进行 注浆加 固。 陷落 柱前后边缘处各布置 5 注浆孑 。 个 L 根据巷道 断面 54 0 工作面位于井下 9 8 7 水平 五采区南翼 。 埋深为 2 0 5 m左 右 . 属 大小 。 在距离顶板 8 0 m处布置一排注浆孔( 个 )在距离底板 1 m 0r n 5 , . 5 于浅埋煤层 ; 采 2上 # 2 #煤层 合并为一层 。 均厚度 4 5 . 所 、下 平 . m 平 处布置一排注浆孔 ( 个) 孔间距为 2 m 两排注浆孔按三花 眼布置 ; 8 5 , . , 5 均倾角 4 ; 向长度 16 m 倾斜长度 2 0 。采用走 向长壁后退式 综 注浆孔孔径  ̄= 2 m, 。走 65 y 3m 4 m 注浆:  ̄ 深 8 , f L m 注浆上 ̄ f 与水平夹 角 2 L IL F O度 , 合机械化采煤法 , 采高 4 m 采用全部垮落法管理顶板 。 . : 7 下排孔与水平夹角 5 ;用钻 具打孔要保证注浆孔 的深度及角度 ; 度 在 工作面煤层直接顶板为灰黑色泥岩 、 砂质泥岩 , 密性脆 , 理发 距离空 口 1 ~ m处进行封孔 致 节 .2 5 育, 岩性厚度变化较大 (~m)回采过程 中易垮落 ; 26 , 基本顶为砂 岩 , 2 . 工作 面注浆钻孔布置及参数 中 .2 2 厚层状 , 钙质胶结 , 致密坚硬 。 裂隙发育 , 裂隙水 , 3 1m 含 厚 5 。直接底 在工作 面推进至距无 炭柱 4 m时停止采煤 并进行钻孔 对无炭 柱 为泥岩 、 砂质泥 岩 深黑色 , 密较 硬 , 3 。基本底为 中粒砂 岩 , 致 厚 m 厚 边缘破碎岩体进行加 固;在推进到无炭柱剩 4 m就通过无炭柱 时 , 在 4 m含云母碎片 . 水平层理 工作面进行第二次对无炭柱边缘破碎岩体进行加 固。 1 陷落柱基本特征 . 2 2 - 注浆操作步骤 .3 2 54工作 面回采期间 . 0 利用无线坑道透视技术对其地质 构造分布 1钻孔。钻孔 需尽量按照注浆钻孔孔 位设计参 数进 行 。 ) 对于塌孔 情况 进行勘探 . 发现 回该范 围存在陷落柱 . 综合勘探结果显示其 特征 严重 区域可直接采 用 自 钻式注射管实现钻孔和注浆一体化进行 : 为: 2安设注射管。连接 注射管和注射花管 , ) 按照封孔深度安装封孔 1 . 陷落柱边缘岩层紊乱 . .1 2 柱面形状锯齿状 , 岩体破 碎 . 内充填物 器 : 柱 以中砂岩为主 , 质泥次之 , 砂 其次为大块煤及泥岩 , 陷角度 7 ̄ 塌 0。 3连接设备供风管路 和注浆管路 踅 ) 汁 管路连 接好后必须进行压 1 . 陷落柱边缘岩体强度极低 , .2 2 围岩稳定 性差 . 微含水 。 浆试验 . 以检查和确定 注浆设备及管路的有效性和可靠性 。并在压浆 1 _ 陷落柱 内岩石见风见水易风化 , .3 2 风化后岩体强度极低 。 试验 中注意观察材料混合 比例 . 保证洼浆效果 : 1 . 陷落柱向工作面倾角方 向沿伸 7m左右 .向工作 面走 向沿伸 .4 2 5 4 开始注浆 。 ) 注浆过程 中需按照注浆 原则及 时进行调整。 密切观
大采高工作面未采阶段注浆加固技术研究
55大采高技术能够提高工作面回采率,但是大采高工作面受高应力影响,工作面回采后围岩变形破坏大,尤其是工作面未采阶段受矿压影响,回采巷道容易出现冒顶、片帮等现象,不仅影响工作面安全回采,还影响支架等设备难以撤出,甚至还可能压坏设备[1~3]。
对于大采高工作面未采阶段,原有的锚网索支护已经不能保证巷道的稳定性。
因此,需要采用注浆加固的措施,提高巷道围岩的承载能力,保证支架等设备能够顺利回撤。
1 工作面概况6301工作面北为6302工作面,南为寺河煤矿井田边界保护煤柱,北东为东六盘区胶带巷。
工作面走向长度1466m,倾斜长度296m。
主采煤层为3#煤,煤层平均厚度6.0m,平均倾角5°。
工作面采用“三进两回”的布置方式,即上工作面回采结束后保留两回风巷作为下工作面进风巷。
工作面地质构造较简单,总体处于背斜构造,两翼倾角变化范围为0°~10°,平均5°。
涌水来源主要为3号煤层上覆砂岩裂隙水,涌水量预计为1~3m 3/h。
2 注浆数值模拟2.1 模拟方案采用FLAC 3D 分别模拟6301大采高工作面未采阶段注浆前后围岩应力变化和变形量,确定注浆对未采阶段的加固效果。
根据工作面地质条件,建立200m×100m×50m的力学模型,垂直方向施加5.0MPa 应力。
2.2 模拟结果分析(1)围岩应力采用FLAC 3D 模拟6301工作面未采阶段注浆前后围岩应力变化,得到垂直应力和水平应力模拟结果见图1。
(a)注浆前(b)注浆后图1 注浆前后未采阶段垂直应力图6301工作面主采3#煤厚度较大,结合工作面实际采用分层开采的情况,下分层开采厚度为3m。
由模拟可知,工作面未采阶段采用注浆前后围岩最大垂直应力分别为20.3MPa、17.1MPa;注浆前后围岩最大水平应力分别为23.6MPa、20.1MPa。
由此可知,未采阶段采用注浆加固前后围岩的应力有所减小。
(2)围岩变形量采用FLAC 3D 模拟6301工作面未采阶段注浆前后围岩应力变化,从模拟可知,6301大采高工作面未采阶段采用注浆加固后,围岩变形量有了明显的减小。
大采高工作面动压影响巷道注浆加固技术研究
大采高工作面动压影响巷道注浆加固技术研究作者:杨文晖来源:《科技资讯》 2014年第23期杨文晖(晋煤集团长平公司生产中心山西高平 048000)作者简介:杨文晖,男,生于1978年5月16日,采煤工程师,太原理工大学工程硕士,现在晋煤集团长平公司生产技术中心工作。
摘要:大采高工作面开采强度大,采动影响剧烈,采动影响巷道维护困难,晋煤集团长平公司通过采用新型无机注浆材料,配合合理的注浆工艺和方法,对留巷复用巷道进行注浆加固,有效的控制了围岩变形,减少煤柱损失29m,取得了良好的技术经济效益。
关键词:大采高;动压;注浆加固中图分类号:TD353文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)08(b)-0000-001. 引言大采高技术开采效率高、产量高、技术经济效益好,已经成为厚煤层开采的主要发展方向,但晋煤集团3#煤瓦斯含量高,大采高工作面瓦斯涌出量大,尤其是上隅角瓦斯治理难度大,一般采用外错尾巷布置,形成U+L型通风解决,但是必然就面临煤柱损失和复用巷道的加固问题。
晋煤集团长平煤矿3#煤层厚度近6.0m,煤层裂隙发育,强度角度,顺槽巷道高度为全煤厚,宽度约5.5m,断面较大,在大采高强烈采动作用下,虽留设64m煤柱,但是复用巷道仍然维护困难,很难满足接替工作忙的开采需要,造成了煤柱的大量损失。
为了解决煤柱损失问题,提高盘区回采率,在长平公司4313大采高工作面实验35m净煤柱,配合高性能无机注浆加固材料进行工程实验。
2. 工程概况4313大采高工作面四盘区大采高工作面,东部为一盘区采空区,西部为4303工作面采空区,北部为Ⅲ4315综采工作面(尚未布置),南部为Ⅲ4311综采工作面采空区。
工作面为走向长1200m,倾斜长220.70m(帮—帮),煤层总厚度为5.90m(其中煤厚5.59m,泥岩夹层厚度0.31m),煤层倾角1~12°,平均倾角6°。
工作面布置三条顺槽,如图1所示,采用“两进一回”通风方式,其中43131巷和43133巷为进风巷,43132巷为回风巷,43132与43131巷间煤柱尺寸为35m,工作面开采后需保留作为接替工作面4315大采高工作面的进风顺槽。
高层建筑下伏采空区注浆治理关键技术研究
在国内方面,研究者们针对高速公路下伏采空区问题开展了大量研究。例如, 中国矿业大学专家组研究了采空区形成的地质工程条件,提出了相应的路面设计 和施工方案。此外,中国科学院地质研究所等机构也对采空区的治理进行了深入 研究,为高速公路的安全建设提供了有力支持。
在国外方面,许多发达国家在高速公路下伏采空区问题上有着丰富的经验。 例如,美国联邦公路管理局制定了采空区判识、评估和治理的标准,为高速公路 的建设提供了科学依据。同时,澳大利亚、加拿大等国也在采空区治理方面进行 了大量研究,提出了许多实用的工程措施。
2、控制浆液流量:通过控制浆液的流量,可以确保浆液在采空区内均匀分 布,避免浆液流失和注浆不均等问题。可以通过调节注浆泵的压力和排量,或者 设置流量控制器来实现对浆液流量的控制。
3、优化注浆工艺:通过优化注浆工艺,可以提高浆液的流动性和渗透性, 有利于更好地填充和稳定采空区。例如,可以采用分段注浆、间歇注浆等方式来 提高浆液的渗透效果;可以采用循环注浆来减少浆液的浪费和提高注浆效率。
高层建筑下伏采空区注浆治理关键 技术研究
目录
01 一、注浆技术概述
二、高层建筑下伏采
02 空区注浆治理的关键 技术
03 三、工程实例
04 四、结论
05 参考内容
随着城市化进程的加速,高层建筑在各大城市中不断涌现。然而,建设过程 中经常遇到复杂的地质条件,其中采空区就是一种常见的地质问题。采空区的存 在可能导致地面塌陷、建筑物开裂等危害,因此,对高层建筑下伏采空区的治理 显得尤为重要。注浆技术作为一种有效的治理手段,在采空区治理中得到了广泛 应用。本次演示将探讨高层建筑下伏采空区注浆治理的关键技术。
1、调查和勘测:对高层建筑下的地质条件进行详细的调查和勘测,确定采 空区的位置和范围。
大采高工作面过断层顶板预加固技术研究
大采高工作面过断层顶板预加固技术研究随着煤矿开采深度的增加,煤矿产量的提高和煤炭市场需求的不断扩大,大采高工作面过断层顶板预加固技术在煤矿生产中扮演着越来越重要的角色。
过断层顶板是一种重要的围岩结构,其稳定性直接影响着煤矿生产的效率和安全。
本文将对大采高工作面过断层顶板预加固技术进行深入研究,从技术原理、工程应用、效果评价等方面进行分析,旨在为大采高工作面的预加固技术提供参考和借鉴。
一、技术原理大采高工作面过断层顶板预加固技术主要是通过对断层附近围岩进行加强支护,以提高围岩的稳定性,减少岩层的失稳和垮落的风险。
其原理是在开采前对断层附近的围岩进行预先加固,以减小断层对顶板稳定性的影响,保证煤层开采的安全和高效。
具体的预加固技术包括但不限于:螺旋钢管注浆加固、锚杆注浆加固、高压注浆灌浆加固、喷射混凝土加固等。
这些技术可以有效地提高围岩的支撑能力和抗压能力,减小断层的影响范围,从而保证大采高工作面的顶板稳定。
二、工程应用大采高工作面过断层顶板预加固技术在煤矿生产中已经得到了广泛的应用。
例如在某煤矿的大采高工作面开采前,对断层附近的围岩进行了螺旋钢管注浆加固,并在断层上方进行了锚索加固,同时采用了预裂爆破技术,最终取得了良好的效果和安全的生产。
在另一煤矿,采用了高压注浆灌浆加固,加固效果显著,大大提高了工作面的稳定性和安全性。
大采高工作面过断层顶板预加固技术也可以结合地质雷达、岩石应力检测等现代化技术手段进行支撑设计和加固方案的优化,实现精准施工和精准管理,提高技术的有效性和可靠性。
三、效果评价大采高工作面过断层顶板预加固技术的效果评价主要体现在以下几个方面:2.安全保障。
预加固技术的应用可以有效地提高工作面的安全性,减少事故的发生,保障施工作业人员的安全。
3.工作效率提高。
通过对断层附近围岩的加固,可以减少因岩层失稳而导致的生产中断,提高采煤效率,降低生产成本。
4.环保效益。
预加固技术的应用可以减少岩层的垮落和积灰,减轻对环境的影响,提高矿井的环境保护水平。
采动影响下回采巷道注浆加固效果数值模拟
A(a )巷道支护断面2400(b )A -A 剖面图1注浆孔施工设计2建立模型基于长平矿及其邻近矿井的地勘报告中的煤岩体力学参数与力学实验结果,经分析、计算以确 定模型,为规避计算过程中受边界效应的影响,在 建模时,确保实验区置其于影响范围外,使模拟结 果与实际更为拟合。
建立长平矿H 43052回风巷三维数学模型,布置于煤层底板,煤岩倾角8◦,尺寸为300 mx 50m x 115m 。
选取Mohr -Coulomb 本构模型,且为 大应变-变形模式,煤、岩层为矩形网格单元组 成,指定Y 坐标轴正向即工作面推进方向,回采 巷道选用六面体隧道放射网格单元,分别作用于 模型X 、Y 、Z 方向上的载荷为12、7、11 MPa ,其前 后、侧面水平位移及底部边界固定,由418 750个 单元与437 631个节点构成,建立的三维模型如2018年第43卷第1期Vol.43 No.1能源技术与管理Energy Technology and Management61doi:10.3969/j.issn.1672-9943.2018.01.023采动影腼下回采穹眉汪浆加固奴果数值幄拟林海峰U(1.煤科集团沈阳研究院有限公司,辽宁沈阳110016;2.煤矿安全技术国家重点实验室,辽宁抚顺113122)[摘要]注浆加固技术是受采动影响的回采巷道最有效的支护措施,而对加固效果的考察是检验加固方案有效性的唯一方式Q 以长平矿M 43052回采巷道为研究对象,运用 FLAC3D 数值模拟软件对采动影响下巷道未加固与加固后的围岩变形、应力分布规 律进行模拟对比分析,结合实际监测数据,来衡量巷道加固方案的是否有效。
[关键词]采动影响;回采巷道;注浆加固效果;数值模拟[中图分类号]TD 353 [文献标识码]B [文章编号]1672-9943(2018)01蛳0061蛳020引言在受采动影响巷道支护技术中,注浆加固方法能从根本实现围岩力学性质改变,显著提高围 岩整体支承压力。
动压影响下留巷围岩变形机理及注浆加固技术研究
0引言随着矿井开采转向深部,煤层赋存条件日趋复杂,高瓦斯矿井数量也不断增加,为解决高瓦斯矿井的瓦斯抽采、通风及运输需求,工作面在进行设计时通常需布置多条巷道。
多巷布置可有效提高瓦斯抽采效率,控制工作面瓦斯浓度,同时可将一侧巷道保留为下一工作面服务。
然而留巷不但会受到本工作面回采超前及滞后支承应力的影响,同时会受到下一工作面回采超前动压影响,巷道从掘成到废弃需要服务两个工作面,导致巷道服务年限长,维护困难。
针对留巷的支护主要有两类方法:一种是是分次支护,即掘巷阶段采用普通锚杆(索)支护,在本工作面回采前或下工作面回采前对巷道进行二次加固;另一种是在掘巷阶段即采用高强锚杆(索)加强巷道支护强度和刚度,使巷道满足服务年限内的使用要求。
然而在现场实际应用中,留巷在二次复用前仍会出现较大的破坏变形,无法满足生产的需求。
1工程背景某矿5308综采工作面采用双巷道布置方式,工作面切眼长221m,走向长2748m,53082巷为上区段5306工作面回采巷道,通过留巷为5308工作面服务,成为其回风巷,其采掘工程平面图如图1所示。
同时53082巷需随5308工作面回采而保留下来,以实现工作面偏“Y”型通风的需求,因此该巷道受两个工作面回采动压影响。
53082巷与上区段工作面5211巷间留设35m煤柱,与本工作面53083巷间同样留设35m煤柱,53082巷沿煤层顶板布置,采用矩形断面,巷道尺寸为:宽×高=4.5m×3.2m,5211巷和53083巷沿煤层底板布置,同样采用矩形断面,巷道尺寸为:宽×高=5.5m×3.8m。
图1采掘工程平面图动压影响下留巷围岩变形机理及注浆加固技术研究蔺康杰(霍州煤电集团洪洞亿隆煤业有限责任公司,山西洪洞041600)摘要:以受两次回采动压影响的53082巷为工程背景,通过建立数值计算模型,对巷道掘进阶段、一次回采留巷期、二次回采期间的围岩应力及变形情况进行模拟研究。
采用注浆法保护受采动影响巷道的技术研究
采用注浆法保护受采动影响巷道的技术研究
祁海泽
【期刊名称】《山西焦煤科技》
【年(卷),期】2015(039)012
【摘要】镇城底矿22618回风巷受22620采动应力影响,回风巷侧保护煤柱出现片帮、巷道出现底鼓,导致巷道断面急剧缩小,不利于回采工作面巷道管理及维护. 结合现场实际情况,在22618保护煤桩中进行注浆加固. 介绍了注浆工艺,提出了注浆加固实施方案. 通过煤体注浆加固,保护了煤柱整体稳定性,提高了煤柱的承载能力,避免了巷道大面积变形、底鼓现象,阻止了有害气体及采空区积水的侵入,具有推广应用价值.
【总页数】4页(P16-18,29)
【作者】祁海泽
【作者单位】太原理工大学采矿工程学院,山西太原 030024
【正文语种】中文
【中图分类】TD353
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大采高综采面末采矿压控制技术探析
大采高综采面末采矿压控制技术探析摘要:众所周知,在现代的开采中对于机械的要求在逐渐的增高,再结合矿压的规律、覆岩运动特征及计算方式,对停采调速让压、强制放顶减压、调节采高缓冲降压的三种措施进行了深入的研究、探讨。
进行唯一或是总体的运用都会作用到提前卸压上,促进才高前的期准备的合理性,确保在全线贯通时撤回顺利。
关键词:大采高;综采面;末采矿;压制控制技术引言:为了建设更好的矿井来提高矿产量,以神动矿区为主要基地建设了以无轨胶轮车为设备运输,方便采矿结束是时的撤回模式,方便了快速的实现了搬家倒面。
在矿采的重要的技术面前对技术的统筹,加强技术的更新,在现有的条件下对技术的革新概念,改变以往在采矿中出现的问题,从而更好的保障采矿人员的安全的问题。
一、结合矿区来具体分析1. 地质概况薛庙滩煤矿30301工作面长281.6米,长2775.6米,其煤矿的平均的厚度为6.1米。
在薛庙滩煤矿的地表大部分属于是第四系的松散沉积覆盖物,回采是运用的全机械化的回采方式,保障了工人的安全性。
2. 顶板情况在煤层的底板上基本是细砂岩、灰白色的粉砂岩。
直接顶为粉砂岩(5.7-6.2m),老顶为细砂岩(7.4—9.88m),无伪顶。
对结构的细致的了解会最大程度上去了解岩石的坚硬程度,从而在地下顶板的建造的过程中多方的去考虑坍塌的程度。
3. 末端回采期间的矿压规律末采的阶段是一周期压来统计的,如下表:在开采是首先要考虑的就是岩层的承受能力,与对岩层的断裂的位置的预测和考察,以及去对让压开采、强制放顶、采高控制三种开采方式中对通道的维护的作用更加的强烈,以保障采矿人员在通道中以及在贯通后撤回的过程中的安全性。
2、集合技术的合理开采包头煤矿位于神东矿区的范围中,在我国的东北方向的内蒙古内,是国家为了加强对地方煤矿的管理、对煤炭资源的合理的利用而开发的区域,在对煤矿的开发中保障人员的安全问题,并制定了一系列的法律文件来保护煤炭资源开发的环保性、节约性、合理性。
01-采动应力影响下巷道围岩变形破坏机理及注浆加固技术-煤矿开采2017年第6期
巷道支护理论与技术采动应力影响下巷道围岩变形破坏机理及注浆加固技术付玉凯1,2,3(1.天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京100013; 2.煤炭科学研究总院开采研究分院,北京100013;3.煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室(煤炭科学研究总院),北京100013)[摘要]以晋城矿区成庄矿5308工作面双巷布置留巷为工程背景,基于现场实测数据,分析了留巷巷道变形破坏特征和影响因素。
采用FLAC 3D数值模拟软件,分别研究了留巷巷道在掘进、临近工作面回采、本工作面回采过程中的围岩应力场分布特征和变形破坏规律。
在此基础上,提出了以浅孔-深孔注浆加固和注浆锚索联合加固方案,并进行了工业性试验。
研究结果表明:留巷巷道受到临近工作面和本工作面双重采动应力的影响后,矿压显现剧烈,巷道维护困难。
采用注浆加固支护后,水泥浆液充填了煤岩体节理、裂隙,同时也使破碎煤岩体成为了胶结体,改善了破碎煤岩体的力学特性;注浆锚索使围岩的承载能力显著增强,有效控制了围岩的不连续变形。
[关键词]采动应力;围岩变形;注浆加固;留巷;数值模拟[中图分类号]TD353.8[文献标识码]A[文章编号]1006-6225(2017)06-0034-06Grouting Reinforcement and Surrounding Rock Broken Mechanismof Roadway Subject to Mining-induced StressFU Yu-kai 1,2,3(1.Coal Mining &Designing Department ,Tiandi Science &Technology Co.,Ltd.,Beijing 100013,China ;2.Mining Institute ,China Coal Research Institute ,Beijing 100013,China ;3.Coal Resource High Efficient Mining &Clean Utilization State Key Laboratory (China Coal Research Institute ),Beijing 100013,China )Abstract :It taking double roadways retaining of 5308working face of Chengzhuang coal mine in Jincheng mine district as background ,based on field testing data ,and then the deformation broken characters and influencing factors of retaining roadway were analyzed ,the surrounding rock stress field distribution characters and deformation mechanism in different phases were studied by numerical simulation software FLAC 3D ,which roadway include roadway driving ,adjacent working face mining and self working face mining.Based on it ,then unite reinforcement method with shallow-deep hole grouting and grouting cable were put forward ,and industrial test were pro-ceed.The results showed that the retaining road was influenced by double mining-induced stresses of adjacent working face and self working face mining ,mining pressure was fiercely ,roadway maintain difficulty.Then grouting reinforcement supporting was applied ,joints and fractures of coal and rock mass were filled by cement slurry ,and broken coal and rock mass was formed glued body ,the mechanics characteristics were improved ,the bearing capacity of surrounding rock was improved obviously with grouting cables ,dis-continuity deformation of surrounding rock was controlled effectively.Key words :mining-induced stress ;surrounding rock deformation ;grouting reinforcement ;roadway retaining ;numerical simulation[收稿日期]2017-07-19[DOI ]10.13532/11-3677/td.2017.06.009[基金项目]国家重点研发计划(SQ2017YFSF060004-05);国家科技支撑计划课题(2012BAB13B02);国家自然科学基金资助项目(U1261211)[作者简介]付玉凯(1985-),男,河南安阳人,博士,助理研究员,主要从事巷道矿压理论及支护技术方面的研究。
寺河矿5303大采高末采工作面深孔注浆加固技术
寺河矿5303大采高末采工作面深孔注浆加固技术侯璐拥【期刊名称】《《山西焦煤科技》》【年(卷),期】2019(043)010【总页数】4页(P11-13,46)【关键词】大采高工作面; 末采阶段; 片帮; 冒顶; 超前深孔注浆加固【作者】侯璐拥【作者单位】晋城煤业集团寺河矿山西晋城 048000【正文语种】中文【中图分类】TD265.4目前,大采高技术在晋城煤业集团已得到了较为广泛的应用,但大采高工作面推进速度快、开采强度高、矿压显现剧烈,造成工作面采场及巷道围岩难以控制。
尤其在末采阶段,工序增加、推进速度变慢、煤层及巷道围岩应力增大,以致工作面煤壁片帮漏顶现象频繁发生,同时回采巷道煤帮变形也较为严重。
工作面片帮、漏顶影响了工作面的推进速度,影响正常生产,甚至会引发安全事故[1-3]. 因此,对于大采高工作面末采防片帮漏顶技术的研究十分必要,对寺河矿5303大采高工作面末采阶段片帮、冒顶情况进行治理,以使工作面安全、快速推进,保证正常生产。
1 工程概况5303大采高综采工作面位于寺河矿东五盘区,工作面开采3#煤层,一次采全高,煤层底板标高+275~+326 m,地面标高+560~+699 m,工作面倾斜长度为221 m,走向长度为1 334 m,煤层平均厚度5.9 m,平均倾角3°. 该工作面共布置5条顺槽,采用“三进两回”U型通风系统,工作面顺槽沿煤层底板布置。
工作面南为53031巷(主进风巷及列车巷)、53035巷(主进风巷及辅运巷),北为53033巷(辅助进风巷及皮带巷)、53032巷(回风巷)、53034巷(回风巷)。
工作面巷道布置平面图见图1.图1 工作面布置平面图2 大采高工作面末采阶段片帮机理分析2.1 片帮机理分析大采高工作面煤壁片帮、冒顶的影响因素很多,煤体自身物理力学性质、采煤高度、支架阻力、工作面推进速度及方向都会引起煤壁片帮。
对于特定条件下的煤体,煤体强度越高,煤体的稳定性就越好;而对于大采高工作面,大采高加大了采空区顶板下沉的空间,顶板压力也随之增加,导致煤体及围岩裂隙发育;回采过程中矿山压力主要作用在支架和煤壁上,但由于围岩发育,导致支架接顶不实,大部分压力由煤壁承担,进一步导致裂隙发育,形成片帮、冒顶。
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效果。
关 键词 末 采注 浆
联 邦材料 主撤架 通道
伸 出 ,在 这种 情 况 下 如 何减 少 或 杜绝 片 帮 、
l 前 言
冒顶 的发 生 ,保证 工作 面顺 利推 进 ,是寺 河 矿 大采 高工 作 面一个 亟 待解 决 的技术 难题 。
提前 在轨 道巷 和 主撤巷 道 内布置 钻孔 ,进 入 末采 区域 后进 行注 浆 。综合 考 虑煤体 可 注性 和对 生产 的影 响 ,工作 面推 进 至离 主撤 1 5 0 m 以 内进 行准 备 工 作 ,9 0 m 左 右 开
始注 浆 。经后 期观测 ,末 采 期 间工作 面煤 壁 基 本 平整 ,片 帮 深度 不 超 过 l m,最 后
如 图 2所 示 。
随 着采 高和 推进 速度 的加 大 ,工作 面采
场 及两 侧巷 道矿 山压力 显 现加剧 ,工作 面端 头 、端 尾 “ 三角 区”及 煤壁 易发 生 片帮 、冒
顶 事故 ,这种 现 象在工 作 面末采 阶段 更 为普 遍L 1 ] 。片帮 、 冒顶 事故会 给采 煤 工作 面 及 巷 道 的 安 全 带 来 严 重 威 胁 。 。 ;尤 其 在 工 作 面与 回撤通 道采 透之 前 ,为 防止把 前方 煤 体推 倒 ,工作 面液 压支 架前 移时 护帮 板不 再
由图 3可 以看 出,工作 面 向被 测单体 柱
推进 的过程 中,单 体柱荷 载 先升后 降 ,荷 载 升 高之后 的峰值 点位 于单 体 柱距 工作 面 8 ~ l O m 的范 围 内 ,即 超 前 支 承 压 力 峰 值 点 在 超前 工作 面 8 ~l O m 的范 围内 。而 该 工作 面 的超 前支 承压力 影 响范 围远 超过此 方法 布设 的 3 0 m 范 围 ,所 以此 法 无 法 测 得超 前 支 承 压 力 的全 部影 响范 围 ,因此 又进 行 了第 二种
图 6 5 3 0 31巷 各 测 点 顶 底 板 移 近 量 变 化 图
程 中 ,回采 巷道 两 帮 和顶 底 板 不 断 的 移 近 , 两 帮 和 顶 底 板 移 近 量 最 大 分 别 达 到 了 1 5 5 am、5 r 0 4 mm。测 点 距 工 作 面 距 离 小 于 6 5 m 时 ,巷 道 变 形 开 始 逐 渐 加 快 ,l O m 左 右时 变形地 最快 。随后 变形 速度减 缓 。由此 可知 5 3 0 3工作 面 超前 支 承 压力 影 响范 围为
采集数 据 后 绘 制 成 单 体 柱 荷 载 变 化 曲
线 ,如 图 3所 示 。
体柱距工作面距离/ m
单体柱距工作糟距 离/ m
a - I 单体柱荷载
£ 3 0 F … … … … 一~ 一…~ 一
b - 2 单体柱荷载
鑫3 0 c … ~ 一… … … 一 …… …
方法。
lO m。
2 . 2
注 浆 时机 选 取
只有 在煤 体 中受 到动 压影 响 ,导致 煤体 中出现 大量裂 隙 ,形 成浆 液流通 通道 时 ,浆 液 才能 比较 好 地 扩 散 ( 图 7 ) 。工 作 面进 入
度 2 2 0 m。
( 1 )工作 面 超前 支护 区单 体柱 压力 观测 利用 单体 数 字压 力循 环监 测仪 测定 工作 面超 前 支护 区域单 体 柱工 作阻 力 ,并记 录此 处距 工作 面位 置 ,对数 据 进行 汇总 后得 出工 作面 超前 支承 压力 分 布 曲线 。 现场 观测 时 ,在 5 3 0 3 1巷 内选择 距工 作 面最 远 的 4根 单体 柱 安装 数 字 压 力计 ,4根 单 体 柱成 一 排 布 置 ,距 工 作 面距 离 为 3 0 m,
6 5 m 左 右,应 力 峰 值 点 超 前 工 作 面 8
~
莓 。 0 … …1 0 …
… 2 0 … 3 0
…
~
…
…
…
…
~
单体柱距了 : 作面距离/ m
单体拄距工作弼距离/ m
C - 3 单体柱荷 载
d _ 4 单体柱 荷载
图 3 5 3 0 31雹 备 单 体 枉 荷 载 变 化 曲 线 图
主
撤 巷 道
推 进 方 向 < } : : : : : = 5 3 0 3 工 作 面
5 3 0 3 1 巷
图1 5 3 0 3大 采高 工 作 面 巷 道 布 置 情 况
图 2 压 力 循 环 监 测 仪 安 装 位 置 图
2 2
煤 矿支 护
2 0 1 7年第 4期
2 0 1 7年第 4期
煤矿 支护
2 1
天 津 振 华 杯 参 评 论 文
大 采 高动 压影 响 下 末采 注 浆加 固技 术研 究
司朝
I V 煤 集 团 技 术研 究 院 有 限 责任 公 司 , 山 西 晋 城 0 4 8 0 0 6 ]
摘 要 寺 河煤矿 大采 高 工作 面末 采期 间,为 防发 生片 帮 、 冒顶 事故 ,提 高末 采效 率 ,在分 析 工作 面 围岩 结构 的基 础 上 ,采 用联 邦材 料 预 注 浆加 固末 采 工作 面 煤 体 。
2 超 前 支 承 压 力 分 析 及 注 浆 时 机 选 取
2 . 1 超 前 支 承 压 力现 场 监 测
寺河 煤矿位 于沁水煤 田东南边 缘 ,现 主 采3 煤 层 ,埋 藏 深 度 3 6 5 ~4 9 1 m,煤 层 平 均厚 度 为 6 . 2 5 m,煤 层 倾 角 为 1 ~1 1 。 ,平 均 5 。 。工 作 面 采 用 走 向 长 壁 一 次 采 全 高 采 煤 法 ,采高 为 6 . 2 m,后 退 式 开 采 ,顶 板 控 制为 自然 垮 落 法 。5 3 0 3工 作 面 煤 层 厚 6 . 2 m,工 作 面 沿 煤 层 走 向 布 置 , 长