千米深井巷道高压注浆改性技术：实践与突破

"千米深井巷道高压劈裂注浆改性技术研发与实践" 这篇论文主要探讨了千米深井巷道的高压劈裂注浆改性技术，这是一种旨在提高围岩自承能力，实现巷道围岩“支护—改性—卸压”协同控制的关键技术。针对口孜东矿121302运输巷锚杆支护效果不佳以及传统注浆方法难以渗透到巷道围岩的问题，研究人员进行了深入的研究与实践。 他们开发了一种高压劈裂注浆工艺，并研制出相应的高压劈裂注浆装备，其中矿用气动注浆泵的工作压力可超过30 MPa。为了提升注浆效果，他们采用了微纳米无机有机复合改性材料，这些材料经过超细加工，95%的粒径小于9 μm，确保了材料能更有效地渗入到细微的岩缝中。 在121302运输巷掘进工作面进行了高压注浆改性试验，通过对注浆压力和流量变化规律、注浆量和浆液扩散半径等参数的统计分析，评估了注浆改性效果。试验结果表明，注浆压力和注浆流量是决定劈裂注浆效果的主要因素，掘进工作面前的超前注浆平均启劈压力约为22 MPa。而滞后掘进工作面6~8米的注浆，通过适当降低排量，可以进入高压微劈裂-渗透注浆阶段，从而增强注浆效果。 高压劈裂注浆改性工艺的成功应用解决了在高应力低渗透软岩条件下“注不进”的问题，确保了锚杆索的锚固质量，同时也改善了新掘巷道的成型状况。通过现场取样的SEM扫描电镜分析，发现在高压劈裂注浆工艺下，新型微纳米有机无机复合改性材料甚至能注入2 μm宽度的微小裂隙。 此外，文章还引用了一系列其他相关研究，如地应力分布规律、岩体力学、冲击危险评价、微震信号处理、地应力反演、岩石破裂特征等，展示了这一领域广泛且深入的研究背景。这些研究为理解千米深井巷道的地质力学特性、优化开采技术和安全防护提供了理论基础。 这项技术的成功研发和实践对于提高深井巷道的安全性和稳定性具有重要意义，同时也为类似地质条件下的巷道支护提供了一种新的解决方案。通过精细的工艺设计和新材料的应用，未来有望在煤矿开采中得到更广泛的推广和应用。