端头垮落煤岩体注浆加固对窄煤柱稳定性的影响

"基于端头垮落煤岩体注浆加固的综放沿空掘巷窄煤柱稳定性分析" 本文主要探讨了如何通过上区段端头垮落煤岩体注浆加固来提升综放沿空掘巷窄煤柱的稳定性。在综放开采中，窄煤柱的稳定性至关重要，因为其侧向约束弱化可能导致支护失效，进而引发安全隐患。为了解决这一问题，研究团队提出了新的稳定控制策略，即利用端头垮落的煤岩体进行注浆充填和加固。 首先，通过对鲍店煤矿6302综放工作面的实地考察，研究人员观察到窄煤柱沿空侧的垮落堆积情况，以及端头区煤岩体垮落的过程。这些观测结果证实了在煤柱周围进行注浆加固的可行性，因为垮落煤岩体可以作为注浆的骨料。 接着，通过建立窄煤柱在注浆前后的力学模型，分别考虑双面侧限（注浆前）和三面侧限（注浆后）的受力状态，研究人员进行了承载力恢复实验。实验表明，注浆加固体与煤柱表面需要一段时间才能紧密结合，一旦紧密接触，在充填体的侧向约束作用下，煤柱的承载力会逐渐增强。 在未注浆加固时，窄煤柱在双面侧限轴向压缩下通常会出现“人”字形剪切破坏。然而，经过注浆加固后，这种破坏模式发生了变化，煤柱由对称的“人”字形剪切转变为向自由面扩容的破坏，从而提高了煤柱的稳定性。 研究表明，注浆处理后，窄煤柱的残余承载能力理论上可以提升约30%。实际工程应用中，注浆加固的窄煤柱表现出较好的完整性，有效控制了煤柱的裂隙发育。尽管煤柱裂隙较明显，但由于注浆体同时起到封堵漏风的作用，开采过程中并未出现采空区发火等不良现象。 基于端头垮落煤岩体的注浆加固技术为解决窄煤柱的稳定性问题提供了一种有效途径，它不仅能够增强煤柱的承载力，还能改善工作面的安全环境，对于保障综放开采的安全性和经济性具有重要意义。该研究的成果对煤矿安全开采和资源高效利用提供了理论支持和技术参考。