化学注浆加固技术在巷道大冒落带的应用

化学注浆材料具有良好的抗压及黏结性能,用其对煤矿井下冒落带及破碎带进行注浆加固,可将破碎带内破碎囤岩胶结为具有一定强度的密实体,有效加固冒顶区处的破碎囤岩,提高了顶板的整体强度及完整性,人为地改善工作面顶板的受力状况,为实现安全、高效掘进及回采创造了条件。     

巷道破碎顶板注浆加固技术应用

通过对屯兰矿煤层顶板岩性的研究,摸索出符合屯兰矿实际情况、经济、合理的注浆加固技术.通过对破碎顶板采用注浆加固,增强了破碎顶板的整体性及强度,有效地控制了顶板下沉,避免了巷道二次维护工程,为井下职工创造了安全环境,保证了矿井的安全生产.     

煤矿加固用聚氨酯材料的力学性能影响因素分析

聚氨酯材料因其所具有的性能稳定、工艺简单、适合煤矿井下特殊环境应用等特点而被用于煤矿井下加固破碎煤岩体、堵漏水、井下喷涂防漏风等方面。通过实验,探讨了原材料、阻燃剂、三聚催化剂等对煤矿用加固聚氨酯材料力学性能的影响。结果表明,通过不同羟值聚醚多元醇的搭配,可制得力学性能优异的煤矿用加固聚氨酯材料;三聚催化剂的加入,能进一步提高煤矿用加固聚氨酯材料的力学性能。     

硅酸盐改性注浆加固材料的最新研究进展和应用

详细介绍了硅酸盐改性注浆加固材料的配方反应原理、最新的力学性能研究结果和实际应用情况。结果表明:综合力学性能完全可与传统聚氨酯注浆加固材料相比拟,1 d抗压强度能达到40MPa以上,黏结强度达到2 MPa以上;3 h抗压强度达到50 MPa以上;1 d抗压强度达到60 MPa以上,黏结强度达到4 MPa以上;完全能用于井下各种复杂条件下快速、高效加固破碎煤体。尤其是压缩弹模比传统聚氨酯注浆加固材料要高很多,更适合煤岩体刚性材料结构体的加固应用。     

巷道过含水断层破碎带的注浆加固技术

冀中能源郭二庄矿-300 m南大巷在掘进至3232号导向点时遇到含水断层破碎带,为了解决在该破碎带难以掘进和支护的问题,利用注浆加固技术,选用新研制的高效改性聚亚胺树脂注浆加固材料对该含水断层破碎带进行了注浆加固,实验室内的注浆固结体强度试验表明:高效改性聚亚胺树脂注浆加固材料能够明显提高破碎岩体的力学性能.现场监测结果表明:采用该材料进行注浆加固,能够降低围岩的孔隙率、封闭水源,同时加固了破碎围岩,提高了围岩的整体稳定性,使注浆巷道围岩的变形速度得到有效控制,使南大巷的掘进工作成功通过了含水断层破碎带.     

童亭矿极破碎巷道顶板加固技术研究

运用马丽散材料对极破碎巷道的顶板进行超前加固,形成一定强度的拱形加固圈,有效地控制了破碎顶板的垮落.为巷道的加固维修工作创造了安全的工作环境,取得了良好的技术经济效益.     

聚氨酯加固材料的增强增韧及工程应用

为达到预期加固效果,并确保施工安全,基于煤矿井下现场工程特点,分析了地质条件对注浆材料性能的要求,探讨了巷道不稳定的影响因素,研究了聚醚多元醇种类和异氰酸根指数对加固材料强度和韧性的影响;通过改性使材料的抗压强度高达85 MPa,黏结强度达6.2MPa,并兼具适宜的韧性。结果表明:通过改变聚醚多元醇参数和异氰酸根指数,可实现对聚氨酯加固材料强度和韧性的调控;适宜的材料性能和合理的支护方式可有效控制巷道变形,显著提高巷道稳定性。     

铜川矿区巷道底鼓机理与防治技术

分析了铜川矿区巷道底鼓的基本形式及影响因素,提出了采用高强度锚杆与注浆联合加固技术防治破碎围岩巷道底鼓的方法,对钻锚注加固材料、注浆机具和工艺、锚注参数等进行了研究。井下试验结果表明,巷道底板钻锚注加固后平均底鼓量仅为不加固的1/3左右,说明钻锚注支护对控制破碎底板底鼓是十分有效的。     

切眼过老巷破碎顶板注浆加固技术研究与应用

介绍了在切眼过老巷破碎顶板条件下,采用马丽散注浆材料对破碎顶板进行加固,使切眼周围形成一定强度的加固拱,有效地控制了破碎顶板的垮落;同时防止老巷内瓦斯涌出和发火危险,确保扩切眼安全施工和回采期间工作面安全过老巷;对注浆工艺、注浆参数及材料进行了优化;实践表明:老巷段顶板注浆加固,大大地提高了切眼过老巷破碎段顶板的稳定性,保证了巷道的锚固效果,提高了安全可靠性.     

基于新型注浆材料的工作面过破碎断层措施

针对大宁煤矿工作面过断层且断层连通顶板砂岩含水层以及工作面底板为泥岩和炭质泥岩的情况,通过新型注浆加固材料加固工作面前方煤体及顶板破碎带围岩的强度,增强其稳定性,进行合理的钻孔布置及加固方案设计。结果表明,通过加固后的工作面煤壁稳定性加强,减少片帮、冒顶发生和支架压死现象,同时也避免了底板泥岩底鼓的发生。现场施工应用表明:该注浆加固方案的设计及注浆材料的应用能够使工作面顺利通过断层。     

采动过程中底板岩层变形破坏与损伤机理分析

底板岩层在采动过程中的变形破坏取决于底板的应力场和原生缺陷分布。为了研究底板岩层破坏的细观机理,描述底板岩层的裂隙演化,在分析煤层底板应力环境的基础上,基于岩石工程破坏准则,采用连续介质损伤力学和几何损伤理论的研究方法将损伤、渗流及孔隙率演化等相互耦合的有效应力概念引入莫尔-库仑(Mohr-Coulomb)破坏准则,建立了煤层底板脆性裂隙岩体介质在孔隙水压力作用下受采动影响的脆性动力损伤发展和孔隙率演变模型。并应用该模型对谢桥矿8#煤层开采过程中的底板变形破坏特征和裂隙水的迁移活动规律进行了脆性动力损伤分析。该损伤力学模型可用于煤层底板稳定性分析。     

大采高采场覆岩结构特征及运动规律研究

运用关键层理论研究了采场覆岩结构特征及运动规律．结果表明：垮落带及断裂带高度与覆岩关键层的分布特征密切相关，大采高的垮落带及断裂带高度大于相同煤厚分层开采相应的高度，且随采高增大呈台阶状上升，此研究是大采高条件下采场矿压控制、地表塌陷评价的基础。     

封闭型煤层裂隙地应力场控制水压致裂特性

对坚硬顶煤预裂中存在的问题，采用在地应力场控制下水力压裂的方法，研究了煤层地应力场控制参数。在此条件下对顶煤中封闭型裂隙扩展与地应力水平、水压作用的关系进行了宏、细观实际分析；依据能量原理，建立了裂隙煤体注水软化条件的物理判据表达式，给出了煤体表面能的测定方法。实例说明，通过本结果中水压致裂控制参数选择对改善顶煤采出率具有实际意义。     

推覆构造的动力学特征及其对瓦斯突出的作用机制

逆冲推覆和重力滑覆的共性特征是存在一个以相对低的强度和高的剪切应变为特征的滑脱面或拆离层,分隔着其上下力学性质和应变特征不同的两盘。推覆构造对煤与瓦斯突出的作用机制主要表现为2个方面：① 推覆构造形成过程中低角度滑动对煤体产生广泛的压剪作用,使得煤层作为相对软弱层面结构发生广泛的层域破坏和面域破坏,构造煤非常发育;② 推覆构造的挤压应力环境以及地层增厚效应为瓦斯赋存提供了有利条件,低角度的主滑断裂面(大多为逆断层或逆掩断层)往往构成较好的瓦斯封闭系统,对瓦斯的赋存起一定的控制作用;推覆构造派生的具有压性特征的结构面形成了对煤层瓦斯系统的封闭作用。总体上推覆构造对煤与瓦斯突出的作用机制体现在其为煤与瓦斯突出创造了物质基础--高含量的瓦斯和低强度的煤体。     

矸石充填综采工作面矿压显现规律

在分析充填综采顶板运动特征的基础上,建立了充填综采基本顶关键块力学模型,并通过分析矸石充填体与破碎直接顶压实变形规律,推导出了充填综采工作面支护强度力学关系式。对比传统综采,引入了充填综采工作面支护强度修正系数η,理论分析得出工作面采高变化在1.6～3.5m时,修正系数η的变化范围为0.49～0.84,得出充填综采工作面所需支护强度明显小于传统综采的结论。现场工程应用进一步证实了充填综采工作面没有明显的矿压显现。     

含瓦斯煤动态破坏模拟实验设备的研制与应用

为更深入地研究煤与瓦斯突出等动力灾害的机理,分析在瓦斯压力、应力及煤体强度3因素不同组合情况下含瓦斯煤的动态破坏规律,研制了含瓦斯煤动态破坏模拟实验设备。设备主要由高压密封缸体、充气机构、快速卸压机构、数据采集系统、加载控制系统等组成。由于采用了高强度缸体和先进的密封装置,能够给煤体施加较高的应力（40 MPa）和气体压力（4 MPa）,可以模拟深部高瓦斯煤层的动态破坏。运用该设备进行了不同强度含瓦斯煤体的动态破坏模拟实验,得到了不同强度煤体在应力-瓦斯压力作用下的破坏条件和规律：软煤具有典型的突出特征,突出强度大,抛出距离远,型煤破坏成粉状,具有明显的分选现象;中硬煤（f>0.5）中也能够发生类似突出的动力现象,但需要较高的瓦斯压力和地应力,突出发生后煤体破坏成碎块状,抛出距离较近,分选现象不明显。所得结果与现场真实动力现象基本一致,模拟实验结果可重复性好,对研究煤岩瓦斯动力灾害的发生机理和规律具有重要的作用。     

近距离煤层采空区下工作面矿压显现规律研究

针对上煤层已采的下煤层工作面回采时矿压显现规律不同于常规工作面的现象,在原有岩层移动理论基础上定义了承载层和主承载层的概念。分析了承载层断裂垮落过程对下煤层工作面矿压显现规律的影响。结果表明:承载层分层断裂引起的强度和影响范围各异的顶板来压在工作面叠加出现,导致工作面来压规律混乱;越靠工作面上部的岩层断裂对工作面矿压显现的影响越小且越靠工作面后方。最后,通过工程实例,验证了分析结果的合理性,说明该方法有广泛的使用范围。     

煤矿巷道围岩结构特征

依据巷道围岩的层状特征以及工作面的开挖空间特征，将采空区老顶岩层的断裂情况概括为煤壁内断裂和煤壁外断裂两种类型；根据巷道与采空区的位置关系，将巷道分为3种类型：煤体—煤体巷道、煤体—煤柱巷道、煤体—采空区巷道，并对巷道围岩结构特征进行了系统分析。     

含冰软弱面的冻结裂隙红砂岩的强度试验

为了研究冻结条件下西部地区裂隙岩体的力学性质,以西部中生代地层典型的红砂岩为试验对象,通过数码显微镜观察分析了红砂岩的颗粒、孔洞分布特征,并在-5~-15 ℃条件下,对无裂隙冻结红砂岩和裂隙倾角β为0°,15°,30°和45°的冻结裂隙红砂岩进行了单轴和三轴压缩试验。试验结果表明：冻结红砂岩和冻结裂隙红砂岩的强度都随围压的增加而线性增加。冻结裂隙红砂岩强度随着裂隙倾角的增加而非线性递减,在裂隙倾角大于30°后,强度降低的幅度不大。含冰软弱面的冻结裂隙红砂岩的强度和侧向变形主要受裂隙冰控制,因此工程中需要了解裂隙的角度分布特征。     

平顶山矿区构造煤分布规律及成因研究

通过对平顶山矿区内丁、戊、己3个主要煤组中的构造煤研究,发现矿区内构造煤分布具有分布性、多层性和多期性的规律,结合矿区煤系地层组合行征及岩石力学性质分析和构造演化史及矿区构造发育规律研究,提出地质构造多期性赞成构造煤多期性,顺煤层滑动造成构造煤呈层分布,断层选层发育控制构造煤选层分布的观点。