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三软煤层巷道预注浆防冒顶技术

赵家寨矿煤层属于典型三软煤层,煤质松软,裂隙发育充分,根据实揭地质资料及钻孔资料可知,煤厚变化 .42 ~ .11 m,平均厚4.70m,属于缓倾斜煤层。回采巷道沿煤层底板布置,顶板托顶煤厚度2~5m 厚度不等,随掘随冒现象比较严重,难以安装锚和金属支架,即使勉强安装巷道。变形量也很大且难以维护。为了验证浆液扩散理论在实际工程中的应 用效果,论文将实验室试验所得参数用于浆液扩散半径的理论计算,并与数值模拟结果对比确定了浆液的扩散半径,最后将结果运用于赵家寨煤矿掘进   

 

支光辉1,姜彦军2,汪文刚3

1.河南理工大学 能源科学与工程学院;2.河南省新郑煤电有限责任公司;3.雪松大宗商品供应链集团有限公司

 

针对三软煤层巷道围岩强度低和随掘随冒现象严重的问题,采用掘进工作面预注浆治理顶板冒落,根据达西定律和渗透注浆理论关于既定浆液在煤体中的扩散规律,试验测得赵家寨矿煤体的渗透系数、孔隙率和浆液的流体力学参数。

以此参数为基础,通过数值模拟试验揭示了注浆孔周边孔隙压力分布与饱和度变化规律,分析了掘进工作面不同应力状态对浆液扩散的影响,对比了不同注浆压力下孔隙压力和饱和度分布曲线,发现应力状态对浆液最大扩散半径影响较小,提高注浆压力能在一定时间段内提高注浆效率,但并不能显著提高浆液扩散半径。

 

综合理论计算和数值模拟结果,确定注浆量0.06 m3/min注浆压力为2.5 MPa,与数值模拟计算结果较接近,因此扩散半径确定为1.4 m,并将该结果运用于赵家寨矿掘进巷道施工现场,通过钻孔取心检查注浆效果,发现浆液扩散与预期结果吻合良好。

附图

 

 

 

 

 

 

 

 

引用格
支光辉,姜彦军,汪文刚. 三软煤层巷道掘进防漏顶预注浆液扩散规律研究[J]. 煤炭科学技术, 2020, 48(6): 220-227.ZHI Guanghui,JIANG Yanjun,WANG Wengang. Study on diffusion law of pre-grouting slurry for leakproof roof of  roadway development in coal seam with soft floor,soft roof and soft coal[J]. Coal Science and Technology, 2020, 48(6): 220-227.

   

 

 

 

 

 

摘自《煤炭科学学术》公众号