三軟煤層巷道預(yù)注漿防冒頂技術(shù)
趙家寨礦煤層屬于典型三軟煤層，煤質(zhì)松軟，裂隙發(fā)育充分，根據(jù)實(shí)揭地質(zhì)資料及鉆孔資料可知，煤厚變化?１.４２ ~ ９.１１ ｍ，平均厚４.７０ｍ，屬于緩傾斜煤層?；夭上锏姥孛簩拥装宀贾?，頂板托頂煤厚度２~５ｍ?厚度不等，隨掘隨冒現(xiàn)象比較嚴(yán)重，難以安裝錨和金屬支架，即使勉強(qiáng)安裝巷道。變形量也很大且難以維護(hù)。為了驗(yàn)證漿液擴(kuò)散理論在實(shí)際工程中的應(yīng)?用效果，論文將實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)所得參數(shù)用于漿液擴(kuò)散半徑的理論計(jì)算，并與數(shù)值模擬結(jié)果對比確定了漿液的擴(kuò)散半徑，最后將結(jié)果運(yùn)用于趙家寨煤礦掘進(jìn)。???
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支光輝1，姜彥軍2,汪文剛3
1.河南理工大學(xué) 能源科學(xué)與工程學(xué)院；2.河南省新鄭煤電有限責(zé)任公司；3.雪松大宗商品供應(yīng)鏈集團(tuán)有限公司
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針對三軟煤層巷道圍巖強(qiáng)度低和隨掘隨冒現(xiàn)象嚴(yán)重的問題，采用掘進(jìn)工作面預(yù)注漿治理頂板冒落，根據(jù)達(dá)西定律和滲透注漿理論關(guān)于既定漿液在煤體中的擴(kuò)散規(guī)律，試驗(yàn)測得趙家寨礦煤體的滲透系數(shù)、孔隙率和漿液的流體力學(xué)參數(shù)。
以此參數(shù)為基礎(chǔ)，通過數(shù)值模擬試驗(yàn)揭示了注漿孔周邊孔隙壓力分布與飽和度變化規(guī)律，分析了掘進(jìn)工作面不同應(yīng)力狀態(tài)對漿液擴(kuò)散的影響，對比了不同注漿壓力下孔隙壓力和飽和度分布曲線，發(fā)現(xiàn)應(yīng)力狀態(tài)對漿液最大擴(kuò)散半徑影響較小，提高注漿壓力能在一定時(shí)間段內(nèi)提高注漿效率，但并不能顯著提高漿液擴(kuò)散半徑。
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綜合理論計(jì)算和數(shù)值模擬結(jié)果，確定注漿量0.06 m3/min，注漿壓力為2.5 MPa，與數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果較接近，因此擴(kuò)散半徑確定為1.4 m，并將該結(jié)果運(yùn)用于趙家寨礦掘進(jìn)巷道施工現(xiàn)場，通過鉆孔取心檢查注漿效果，發(fā)現(xiàn)漿液擴(kuò)散與預(yù)期結(jié)果吻合良好。
附圖
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引用格
支光輝，姜彥軍,汪文剛. 三軟煤層巷道掘進(jìn)防漏頂預(yù)注漿液擴(kuò)散規(guī)律研究[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù), 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.
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摘自《煤炭科學(xué)學(xué)術(shù)》公眾號
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