注浆加固技术在综采工作面破碎顶板控制中的应用

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固安特注浆加固技术在综采工作面顶板管理中的应用

固安特注浆加固技术在综采工作面顶板管理中的应用

和煤 壁 使 用 固安 特 化 学 注 浆 加 固 技 术 进 行 超 前 注 浆, 使工 作 面在安 全 和工程 质量 上取 得 了显著 效果 。
1 工作 面概况
3— 0 5 2工 作 面 选 用 Z 2 0 F 6 0—1 / 4型 液 压 支 62 架作 为基 本 支架 , 安装 15架 , 用 6 0 选 MG一 0 2 0型 采
2 固安 特加 固机理
固安特是 由两种成 分 组成 的高 分 子 聚亚胺 胶 脂

混 生成 多元 网状 煤机 落 煤 , 作 面 地 面 标 高 6 5~75n, 板 标 高 产 品 , 合后 两种 组分 材料 反应 发泡 , 工 2 3 l底 4 5~ 2 I属 3号煤 层 。东邻 北集 中 回风 大巷 , 6 6 21, T 南 密 弹性 体 , 入 煤 体 后 , 黏 度 混 合 物 保 持 液 体 状 注 低
LIYue x a g -i n ( h nzi qaeMiigC . Ld fS a x C a n pr & E pr Gopn o , t.o h ni ol eI ot x o ru , hn zi 4 00,hn S Mi m t a
总 第11 4 期
d i 1 . 9 9 j i n 1 0 2 9 . 0 0 .0 o :0 3 6 / .s . 0 5— 7 8 2 1 . 6 0 8 s 1
固安 特 注 浆 加 固 技 术 在 综 采 工 作 面 顶 板
管理 中 的应 用
李跃 祥
( 山西煤炭进 出 I集 团 长 治经坊煤业有 限公 司, ; / 山西 长治 摘 0 60 ) 4 0 0
中 图分 类 号 :D 6 . T 254 文 献 标 识 码 : A 文 章 编 号 :0 5 2 9 (0 1 0 — 0 3 0 10 — 7 8 2 1 )6 02 — 2

注浆加固技术在破碎顶板治理中的应用

注浆加固技术在破碎顶板治理中的应用

收稿日期:2019?12?11基金项目:内蒙古自然科学基金项目资助(2018LH05009)作者简介:朱少杰(1985-),男,河北隆尧人,硕士,工程师,从事生产技术及管理工作。

doi:10.3969/j.issn.1005-2798.2020.04.008注浆加固技术在破碎顶板治理中的应用朱少杰(山西煤炭运销集团盛泰煤业有限公司,山西高平 048400)摘 要:针对盛泰煤业15201综采工作面顶板破碎的问题,提出了提前预注浆加固顶板的控制技术,对钻孔过程中易发生卡钻的现象,采用了分段成孔工艺,保证了注浆顺利进行。

现场应用结果表明,注浆后顶板最大下沉量降低了47.6%,超前支撑压力降低了18.6%,顶板稳定性及承载能力明显提高,注浆效果显著,为矿井安全生产创造了良好的条件。

关键词:注浆加固;破碎顶板;钻孔;围岩稳定性中图分类号:TD327.2 文献标识码:A 文章编号:1005?2798(2020)04?0021?02ApplicationofGroutingReinforcementTechnologyinBrokenRoofTreatmentZHUShao?jie(ShanxiCoalMarketingGroup,ShengtaiCoalIndustryCo.,Ltd.,Gaoping 048400,China)Abstract:Aimingattheproblemofroofbrokenin15201fullymechanizedcoalminingfaceofShengtaiCoalIndustry,thispaperputsforwardthecontroltechnologyofreinforcingroofbypre-groutinginadvance.Theresultsoffieldapplicationshowthatthemaximumsubsidenceofroofisreducedby47.6%,thepressureofleadingsupportisreducedby18.6%,thestabilityandbearingcapacityofroofareimprovedobviously,thegroutingeffectisremarkable,andgoodconditionsarecreatedforminesafetyproduction.Keywords:groutingreinforcement;brokenroof;drilling;stabilityofsurroundingrock 在工作面回采过程中常常会遇到断层、陷落柱等特殊的地质构造,受这些特殊地质构造的影响,其周围煤岩体特性发生了改变,煤岩体强度下降,加之采动或外力的影响使煤岩体发生了破碎[1-2]。

注浆加固技术在大采高综采工作面过围岩破碎带中的应用

注浆加固技术在大采高综采工作面过围岩破碎带中的应用


d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 5— 2 8 0 1 . 2 0 1 3 . 0 2 . 1 3 0
霄云煤矿 1 3 0 1 综采工 作面 , 1 6 。 倾角 , 采 用一次 采 全高工艺 , 采高 4 . 0 m, 工作 面受地质构造影 响 , 在3 7— 5 2 # 支架 、 2 2— 3 1 # 支 架及 1 — 7 # 支架等 位置 揭露 断层 , 工作面煤壁 和顶板破碎 , 导致顶板管 理困难 , 为保证 正 常 回采工作 , 决 定采用 化学 注浆材 料 马格 尼针 对破 碎 带注浆加 固。
6 结 论
参考文献 :
[ 1 ] 我 国露天 煤矿 开采环 境 问题及 防治对 策研 究 [ J ] .中 国矿 业 ,
2 0 0 2 ( 6 ): 6 1 ~6 4
[ 2 ] 杨荣新 . 露天采 矿学[ M] . 徐州 : 中国矿业大学 出版社 . 1 9 8 6 : 4


1 工 作 面 注 浆 加 固 治 理 目的 及 预 期 效 果
( 1 ) 浆液 固结体 的网络骨架作用 。 马格 尼化学 材料 和煤体 的固结体 具有 良好 的韧性 和粘结性 , 当外 载 增 加 时 , 固化材 料 发生 变 形但 不 破 坏, 载荷 主要 由强度较 高的煤 岩体 承担 , 这样 围岩的破 坏条件 由原来 的裂隙弱面强度 条件向接近煤体 强度条 件转化 。当煤体 应力 超过煤 体强 度发 生较 大变形 时 , 固结材料 的结 构 以其 良好的韧性和粘结强度起 到骨架 作用, 提高围岩的残余 强度 , 限制围岩破坏的扩展。 ( 2 ) 充填压密及转变 围岩破 坏机制 的作用 。

注浆加固技术在综采工作面破碎顶板中应用实践

注浆加固技术在综采工作面破碎顶板中应用实践

注浆加固技术在综采工作面破碎顶板中应用实践岳俊光【摘要】受构造应力影响,综采工作面在回采期间顶板出现破碎现象,若不采取合理有效的维护措施,不仅降低回采效率,无法保证支架初撑力,而且很容易发生工作面顶板冒顶事故.马兰矿对12509工作面破碎顶板采取注浆加固技术,实际应用效果表明,采用该技术后提高了工作面破碎顶板稳定性,保证了工作面安全高效回采,取得了显著成效.【期刊名称】《山东煤炭科技》【年(卷),期】2018(000)010【总页数】2页(P22-23)【关键词】综采;破碎;顶板;注浆【作者】岳俊光【作者单位】西山煤电股份有限公司马兰矿,山西古交 030205【正文语种】中文【中图分类】TD327.2+21 工程案例西山煤电股份有限公司马兰矿12509工作面为南五采区,工作面设计走向长度为1550 m,倾向长度为220 m,回采煤层为2#煤层,平均厚度为3.0 m。

2#煤层无伪顶,直接顶主要以泥岩为主,平均厚度为2.3 m,该岩石层呈深灰色,水平层理发育,岩石抗压强度较低,在外力的作用下易破碎;基本顶主要以S5砂岩为主,平均厚度为5.67 m,岩石硬度大。

截至目前12509工作面已回采490 m。

根据马兰矿地测科提供工作面水文地质资料显示,工作面在回采至235 m、520m处分别揭露两条正断层F4、F5,其中F4断层落差为1.2 m,倾角为50°,F5断层落差为1.5 m,倾角为55°。

12509工作面采用带压擦顶强行破岩的方法过F4断层,受构造应力影响,工作面在过断层期间顶板局部地段形成破碎区域,影响工作面回采长度为22 m,在顶板破碎区域回采时出现移架困难、支架初撑力不足、工作面回采效率低等难题,甚至出现局部冒顶现象,威胁工作面安全回采。

通过分析研究,预计工作面在过F5断层时顶板更加破碎,影响工作面走向长度达35 m。

对此,为提高破碎顶板稳定性,保证工作面安全快速过断层,决定对F5断层带附近顶板破碎区域采用注浆加固技术进行维护。

固安特注浆加固技术在综采工作面顶板管理中的应用

固安特注浆加固技术在综采工作面顶板管理中的应用

固安特注浆加固技术在综采工作面顶板管理中的应用摘要:本文旨在研究固安特注浆加固技术在综采工作面顶板管理中的应用。

具体而言,本文简要介绍了固安特注浆加固技术以及它在综采工作面顶板管理中的使用和优点;本文分析了固安特注浆加固技术在综采工作面顶板管理中所存在的挑战;最后,本文提出了优化固安特注浆加固技术在综采工作面顶板管理中的应用的措施。

关键词:固安特注浆加固技术,综采工作面顶板管理,挑战,措施正文:随着越来越多的技术的开发出现,使得综采工作面顶板管理能够变得更加安全有效。

其中,固安特注浆加固技术尤为重要。

固安特注浆加固技术是一种有效的技术用于综采工作面顶板管理,它使用于面板水平支护中,能够大大增加工作面的稳定性和安全性。

它可以有效地改善支护工作的效率,并减少因支护不良而造成的安全隐患。

此外,固安特注浆加固技术也能够有效地保护综采工作面顶板,有效地阻止顶板出现开裂和泥浆积聚等问题,同时,它能有效减少冒顶、突水和陷落等情况在综采工作面中出现。

然而,使用固安特注浆加固技术也存在一定的挑战,例如,加固后的支护面板有可能无法牢固地支撑住工作面,从而导致支撑力度不足,进而影响工程质量和安全性。

为了克服这些挑战,需要采取一些措施,例如加大对技术的开发研究,在实践中进行改进,以保证技术应用的稳定性和安全性;强化技术操作和管理,避免出现故障;合理安排施工任务,有效节省施工成本;建立相应的安全检查机制,监督固安特注浆加固技术的应用情况,以及其它有助于提高综采工作面顶板管理的举措。

本文介绍了固安特注浆加固技术在综采工作面顶板管理中的应用,并分析了该技术所存在的挑战及优化应用的措施。

鉴于固安特注浆加固技术的日趋普及,期望本文能够对固安特注浆加固技术在综采工作面顶板管理中的应用有一定的借鉴意义。

综采工作面的安全性和稳定性在日常采矿工作中至关重要。

固安特注浆加固技术的使用可以显著地提高综采工作面的安全性和稳定性,尤其是在应对煤层变形、支护问题等复杂情况时,采用这一技术能够有效地提升顶板的稳定性,减少因支护不良而造成的安全隐患。

注浆加固技术在煤矿破碎顶板条件下的应用

注浆加固技术在煤矿破碎顶板条件下的应用

煤矿破碎顶板支护问题一直是制约煤矿安全生 产的主要难题之一,破碎顶板条件下,回采巷道围 岩的整体性差,围岩强度和承载能力降低,回采巷 道开掘和维护困难,有时会发生严重的冒顶及片帮 事故,严重制约着煤矿的安全生产,威胁着生产员 工的生命安全 。 [1-2]
1 工程地质概况
柴里煤矿 23 下 618 综放工作面位于 236 采区东 部,工作面标高 -611.3~ -627m,工作面沿倾斜方向 布置,沿走向方向回采,工作面走向长度 540m, 倾斜长度 135m,工作面主采 3 下煤厚 3.20~6.20m, 平均 4.76m,倾角 8°左右。23 下 618 综放工作面直 接顶为泥岩,不坚固,基本顶为中砂岩;底板为泥 岩、中砂岩,工作面顶底板情况如表 1 所示。23 下 618 工作面双巷在掘进过程中遇到三条断层,对巷 道施工及顶板管理影响很大,由于断层的切割工作
物质细粒结构分选中等。
直接顶 泥岩
0~13.68 6.84
灰色、深灰色,层理、节理发育, 含植物根部化石,厚度不稳定,
有时含有煤线。
直接底 泥岩
1.80~4.80 3.30
灰色、灰黑色为主,含有植物 根部化石,性质较均一,底部
含有一层煤线。
基本底 中砂岩
1.19~14.57 7.88
深灰色,中细粒结构,以石英 为主,次为长石,分选性较好,
34
2019 年第 4 期
平均 4.97m,由于 3 上煤层开采对于煤层底板的破坏, 当两煤层间距小于 3 上煤层开采对底板的最大破坏 深度时,3 下煤层顶板就会完全破碎,支护困难。根 据滑移线场理论,煤层开采时对底板的最大破坏深
度可由式(1)确定:

=
M
cos
ϕ

4238综采面过断层注浆加固技术应用

4238综采面过断层注浆加固技术应用

4238综采面过断层注浆加固技术应用摘要:花山煤矿4238综采工作面受到断层影响,煤岩体破碎、煤壁片帮,给回采的顺利进行造成严重影响。

针对严重断层破碎带顶板,采取掘送注浆通道及超前注浆加固的方式,并使用天固加固材料浆液。

结果表明,回采前方破碎煤岩体强度和抗变形能力得到了有效提高,避免了煤壁片帮,控制了顶板冒落,保证了施工安全和综采面顺利通过断层,现场应用取得了很好效果。

对于类似条件下,这种加固方法的使用,具有一定参考意义。

关键词:综采工作面;断层;注浆通道;超前注浆加固我国煤矿地质条件不尽相同,但地质构造几乎在所有矿井都有赋存。

随着近年来开采速度的剧增,恶化的地质条件日益显现、破碎煤体增多,造成矿井开采工作面支护与围岩稳定性控制难度加大,煤岩体大范围破碎,回采时片帮和冒顶严重。

目前控制顶板冒落的主要方法有提高支架初撑力、减少空顶区域、超前支护等等,这些方法对预防工作面冒落起到一定的作用,但遇到断层破碎范围影响较大时,则效果不是太明显。

地质构造作用使得围岩更加破碎,一般的处理方式难以达控制围岩稳定的要求。

本文针对回采工作面过断层的工程实际,采用掘送注浆通道和天固加固材料浆液超前预注浆加固技术,有效的解决了类似地质条件下的综采工作面安全通过断层的问题。

1 注浆加固机理注浆加固材料种类多,常用的有漏必堵、马丽散等。

其作用机理基本相同,即催化剂和树脂材料按照一定的比例混合,通过高压泵的压力,沿着注浆孔在煤岩体破碎区域的裂隙中扩散反应,并形成能够胶结破碎煤岩体的生成物,通过生成物间的相互作用使得松散煤岩体形成一个完整的支撑体,从而加固煤壁和控制顶板冒落。

2 注浆加固材料注浆材料主要是能强有力的粘结破碎煤岩体,加固围岩,有效提高围岩强度。

天固加固材料是一种新型的聚脲酸脂材料,其原材料按1:1比例混合注入破碎煤岩体,随后迅速反应并凝固,生成高分子材料。

此高分子材料具有高韧性和高强度性能,可以起到封堵和加固破碎煤岩体的效果。

马丽散在加固综放工作面破碎顶板中的应用

马丽散在加固综放工作面破碎顶板中的应用
化 较 大 , 1 在 2m~ 1 之 间 , 均 煤 厚 1 . 6m 平 4 0m。煤 层 顶 板 为 灰 白色 中砂 岩 , 板 为灰 白 色 细砂 岩 。 底
马 丽 散 这 一 新 型 高分 子 注 浆 材 料 , 是 由两 种 成 份 组 它
成 的 聚 亚胶 脂 产 品 , 有 高 度 粘 合 力 和很 好 的 机 械 性 能 , 具

西




2 1 年 第 2期 01
N O.2 2 1 01
J ANG XICOAL S I I C ENC & TECH NOLOGY E
马 丽 散 在 加 固 综 放 工 作 面 破 碎 顶 舨 巾 响 应 用
刘 俊 波
( 煤 鹤 岗 矿 业 集 团分 公 司安 监 部 , 龙 江 鹤 岗 14 0 ) 龙 黑 5 1 3
最 显著 的 特 征 是 注 入 松 散 破 碎 煤 岩 体 以后 , 产 生 高 度 粘 可
合 , 粘 度混 合 物 保 持 液 体 几 秒 钟 渗 透 细 小 的 裂 缝 后 , 低 开
始发 生 膨 胀 和 粘 结 , 效 地 加 固 硬帮 松 散 煤 体 松 动 圈 , 有 与 松 散 煤 岩 体 形 成 很 强 的 粘 合 , 之 成 为 整 体 , 高 了 硬 帮 使 提
影响 , 回风 道 煤层 呈 现 背 斜 状 。
松 散 煤 体 的整 体 承 载 力 , 而 控 制 了 工 作 面 硬 帮 顶 板 的 抽 从
冒。
2 )工 艺 流 程
工 艺 流 程 如 下 : 作 面 硬 帮 打 眼—— 铺 设 注 浆 管 和 供 工 风 管 路 —— 安 装 封 口器 — — 用 高 压 胶 管 连 接 注 射 枪 和 注 浆 泵 —— 将 两 根 吸 管 分 别 插 入 装 : 丽 散 树 脂 和 马 丽 散 有马
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注浆加固技术在综采工作面破碎顶板控制中的应用
大倾角综采工作面遭遇褶曲破碎带等地质构造,造成顶板垮落冒顶、片帮频繁,给工作面开采带来极大的困难。

若不及时控制,冒顶范围极易持续扩大,从而恶化生产环境,给安全生产带来严重威胁。

该综采工作面破碎顶板围岩控制采用预注浆加固充填技术,固结破碎顶板,解决了顶板管理的难题。

注浆加固技术对提高工作面围岩的强度和稳定性起到了明显效果,能确保回采安全和回采效率。

标签:综采工作面;破碎顶板;围岩注浆加固
1 概述
3544综采工作面走向长度为820m,倾斜平均宽度167m,煤层平均倾角45°,平均采高1.75m。

煤层伪顶为炭质泥岩夹煤线,厚1.20m,直接顶为灰色中厚层状粉砂岩夹泥岩,厚3.20m。

工作面推进至600m处遇到褶曲构造,其褶曲轴距为2.7m,背斜北翼煤层倾角为8°,向斜北翼倾角为21°,轴部倾伏向为276°,倾伏角为5°,沿煤层倾斜方向影响12m;背斜至向斜位置煤层顶板完整性较好,但张性节理发育,剪性节理稀少,极易发生顶板冒落。

工作面受地质影响,58#-75#支架段顶板岩层不同程度断裂,局部冒顶高度3-5m,致使支架支护不能接顶、前移困难,工作面推进度缓慢。

2 注浆加固机理
在破碎围岩体注浆过程中,浆液在泵压的作用下挤压或渗透到破碎岩体的裂隙中去,同时在压力的作用下,可将充填不到的封闭裂隙和空隙压缩,对岩体起到压实作用;浆液与岩体固结后,以固体的形式充填在裂隙中形成新的网络状骨架结构,形成完整的连续的承压体,提高岩体的自承载能力。

3 注浆技术工艺
3.1 注浆方案
为防止大面积片帮和冒顶,根据顶板岩石的特性和破碎程度,对工作面受褶曲影响段顶板采用波雷因(PN-1加固型、PN-4充填型)高分子有机化学材料进行注浆加固,波雷因材料通过专用气动注浆泵和混合枪,注入破碎岩体后迅速反应与岩体凝固生成高强度、有韧性的固体,以提高褶曲带破碎顶板的完整性。

褶曲段采取提前注浆和均匀注浆原则,即在工作面推进前均匀布置注浆孔提前进行注浆,达到整体加固煤岩体的效果。

注浆设计为两个循环,第一次注浆结束后,工作面向前推进2m后再进行第二次注浆。

3.2 充填孔的布置
注浆充填孔布置在支架端面顶板夹角处,交错布置成深孔、浅孔两部分,孔距3.0m,深孔眼深7m,上倾70度,浅孔眼深6m,上倾45度。

眼孔采用风动MQT-130/3.0型锚杆机配φ32mm的钻头进行打孔,采用ZBQ-5/12型風动双液注浆泵进行注浆。

封口器放置于距孔口3-4m位置,注浆孔布置可根据现场实际情况进行调整。

3.3 注浆操作工艺
标孔→钻孔→检查钻孔质量→安装注浆管及封孔部件→封孔→准备浆液→开泵注浆→凝固→检查注浆质量→验收。

安设注射管:连接注射管和注射花管,按照封孔深度安装封孔器。

连接供风注浆管路:注浆管路连接好后必须进行压浆试验,并注意观察材料混合比例。

开泵注浆:注浆规程中需按照注浆原则及时进行调整。

密切观察注浆区域煤岩体变化,出现漏料、串浆现象需停泵处理。

达到停注要求后停止注浆,注浆完毕后按照注浆设备及材料使用说明,采用充足的清洗剂清洗设备和附件。

3.4 注浆技术参数
注浆终压:根据围岩条件与类似工程经验,确定注浆终压为4MPa。

注浆扩散半径:
R=(γg h a/2s + a)β
式中:
γ为水的容重,g为重力加速度,s为浆液剪切强度,h为注浆压力,a为岩层的间隙等值半径,β为时间系数。

实际施工时通过调整浆液的胶凝速度、渗透性和注浆终压,保证实际有效扩散半径不小于2.5m。

单孔吃浆量:
Q=AπR2LnB
式中:
A为损耗系数,R为有效扩散半径,L为注浆段长,n为开口孔隙率,B为浆液充填系数。

加固注浆孔预定每孔注浆量为300~500kg。

如果单孔注浆量达到了设计数量而未达到设计终压时,停止注浆,以设计量为准。

4 注浆技术效果
经过对褶曲段破碎顶板围岩采取提前注浆加固充填,有效的控制了顶板大面积冒顶,由原来最大冒顶高度5m降到0.9m,冒顶频率也明显降低;减少了煤壁频繁片帮,确保了工作面的正常推进;极大改善了工作面的安全生产环境,避免了人工对冒落矸石的处理,提升了煤炭质量。

5 结语
3544综采工作面采用高分子有机化学材料对褶曲带破碎顶板进行注浆充填加固,其施工工序简单,操作方便,取得了良好的应用效果。

解决了工作面较大面积冒顶的问题,确保了生产效率,缓解了矿井生产接续紧张的矛盾,取得了较好的技术经济效益。

参考文献:
[1]王国际,注浆技术理论与实践[M].徐州:中国矿业大学出版社,2000.
[2]熊祖强,龚彦华,刘成威.破碎围岩巷道注浆加固技术[J].煤矿安全,2014,45(10):68-70.。

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