回采巷道松软破碎煤层注浆加固技术研究

作     者：康渝东 

作者单位：西安建筑科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：韩晓雷

授予年度：2016年

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

主      题：注浆加固 Maag渗透注浆理论 破碎煤体 聚氨酯 支护 

摘      要：注浆加固技术是一门广泛的应用于矿山、铁道、水利、土木工程等各个领域的实用工程技术。随着注浆工艺和浆液材料的发展,注浆技术逐渐被大量工程项目所采用,但其注浆理论发展仍远远滞后于应用。本文基于韩城矿业公司下属煤矿3煤层中下峪口煤矿1308工作面、桑树坪2号井1305工作所面临的受采动支承压力作用的巷道松弱破碎顶煤支护问题,开展注浆加固松软厚煤层相关技术研究。本文主要研究了基于理想牛顿流体注浆介质假定前提的球状扩散与柱状扩散条件下的Maag渗透注浆理论,用压力水头关系和浆液渗透系数补充完善了Maag公式;基于弹塑性理论,分析了岩体裂隙劈裂注浆机理;分析了注浆加固围岩的机理及被注介质煤体的特征及可注性;通过室内试验,测定了浆液材料的性能,遴选了注浆材料,确定了注浆材料的基本配方;在地面模拟注浆试验中,设计了地面模拟注浆装置和注浆方案,优化了注浆工艺流程及注浆管路,形成了基本注浆加固工艺;在井下注浆试验中,验证了井下注浆方案,研发出了适用于高压注浆的封闭封孔技术,通过观察注浆后煤体中固结体得到了浆液流动的现象,印证了煤体裂隙劈裂注浆机理;研发出了实用性强的注浆加固松软破碎煤层技术。基于上述研究成果,开展了现场工业化试验,对回采巷道顶煤进行了加固,如期形成了采准工作面的任务。免除了大量的临时支护,避免了顶煤发生冒落、侧帮等,该技术有效的改善了矿山巷道的安全现状,安全事故发生的概率得到有效降低,且提高了切眼煤层回采量,具有一定的社会经济效益。