注浆加固技术在综采工作面破碎顶板控制中的应用

注浆加固技术在综采工作面破碎顶板控制中的应用

大倾角综采工作面遭遇褶曲破碎带等地质构造，造成顶板垮落冒顶、片帮频繁，给工作面开采带来极大的困难。若不及时控制，冒顶范围极易持续扩大，从而恶化生产环境，给安全生产带来严重威胁。该综采工作面破碎顶板围岩控制采用预注浆加固充填技术，固结破碎顶板，解决了顶板管理的难题。注浆加固技术对提高工作面围岩的强度和稳定性起到了明显效果，能确保回采安全和回采效率。

标签：综采工作面；破碎顶板；围岩注浆加固

1 概述

3544综采工作面走向长度为820m，倾斜平均宽度167m，煤层平均倾角45°，平均采高1.75m。煤层伪顶为炭质泥岩夹煤线，厚1.20m，直接顶为灰色中厚层状粉砂岩夹泥岩，厚3.20m。工作面推进至600m处遇到褶曲构造，其褶曲轴距为2.7m，背斜北翼煤层倾角为8°，向斜北翼倾角为21°，轴部倾伏向为276°，倾伏角为5°，沿煤层倾斜方向影响12m；背斜至向斜位置煤层顶板完整性较好，但张性节理发育，剪性节理稀少，极易发生顶板冒落。工作面受地质影响，58#-75#支架段顶板岩层不同程度断裂，局部冒顶高度3-5m，致使支架支护不能接顶、前移困难，工作面推进度缓慢。

2 注浆加固机理

在破碎围岩体注浆过程中，浆液在泵压的作用下挤压或渗透到破碎岩体的裂隙中去，同时在压力的作用下，可将充填不到的封闭裂隙和空隙压缩，对岩体起到压实作用；浆液与岩体固结后，以固体的形式充填在裂隙中形成新的网络状骨架结构，形成完整的连续的承压体，提高岩体的自承载能力。

3 注浆技术工艺

3.1 注浆方案

为防止大面积片帮和冒顶，根据顶板岩石的特性和破碎程度，对工作面受褶曲影响段顶板采用波雷因（PN-1加固型、PN-4充填型）高分子有机化学材料进行注浆加固，波雷因材料通过专用气动注浆泵和混合枪，注入破碎岩体后迅速反应与岩体凝固生成高强度、有韧性的固体，以提高褶曲带破碎顶板的完整性。

褶曲段采取提前注浆和均匀注浆原则，即在工作面推进前均匀布置注浆孔提前进行注浆，达到整体加固煤岩体的效果。注浆设计为两个循环，第一次注浆结束后，工作面向前推进2m后再进行第二次注浆。

3.2 充填孔的布置