破碎煤岩巷道安全掘进的C-S注浆加固技术研究
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更新于2024-09-03
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"破碎煤岩巷道注浆加固材料试验与应用研究"
本文主要探讨了在井下遇到断层带煤岩破碎、巷道围岩稳定性差以及煤与瓦斯突出等重大安全问题时,如何利用注浆加固技术来确保巷道掘进的安全性和顺利性。研究者针对这一课题,选择了水泥-水玻璃(C-S)混合物作为注浆材料,通过一系列试验来优化其性能。
首先,进行了力学性能检测,包括倒杯法和黏度测定法,以评估不同水灰比和C-S体积比对浆液抗压强度、凝胶时间和黏度的影响。这些试验旨在揭示不同配比下注浆材料的性能变化规律。在结合贵州五轮山煤矿的具体地质条件后,研究团队确定了最佳的注浆材料配比,即水灰比为1:1,C-S浆液体积比为1:0.5。
实施C-S材料注浆加固后,对工作面区域内的瓦斯参数进行了监测。结果显示,最大残余瓦斯含量降至2.58 m3/t,瓦斯压力平均值为0.15 MPa,K1值(表示煤层透气性的参数)为0.19 mL/g·min1/2,钻削量平均S值为1.67 kg/m。这些数值的显著下降表明,注浆加固有效地降低了煤层的瓦斯突出风险,满足了防突细则的相关要求。
此外,通过注浆固化技术和锚杆、锚索网、工字钢棚的联合支护,巷道煤岩的稳定性得到了显著提升。监测数据显示,巷道顶板移近量在115~133 mm之间,两帮移近量在116~142 mm范围内。这表明,这种综合加固措施有效控制了围岩的移动,保障了巷道的稳定性。
对注浆后的涌水治理效果分析显示,注浆处理显著改善了巷道的防水性能,现场基本未发现渗漏水和大块岩石冒落的现象。因此,C-S材料的注浆固化技术在贵州五轮山煤矿的成功应用,为类似破碎地质条件下的巷道掘进提供了切实可行的技术方案,具有较高的推广应用价值。
该研究不仅深化了对破碎煤岩巷道注浆加固的理解,还为解决井下断层带掘进的安全问题提供了新的思路和实践案例,对于提高煤矿安全生产水平具有重要意义。
2020-05-27 上传
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