破碎煤岩巷道安全掘进的C-S注浆加固技术研究

"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。