千米深井巷道高压劈裂注浆改性技术研发与实践

高压劈裂注浆改性技术通过注浆改性方法可提高围岩自承能力,是巷道围岩"支护-改性-卸压"协同控制技术的重要一环。针对口孜东矿121302运输巷锚杆支护效果差,常规注浆方法无法注入巷道围岩等难题,开展了千米深井巷道高压劈裂注浆改性技术研究与实践。开发高压劈裂注浆工艺,研制高压劈裂注浆装备,试制的矿用气动注浆泵最大工作压力超过30 MPa,采用微纳米无机有机复合改性材料,经过超细加工,95%的粒径≤9μm,在121302运输巷掘进工作面进行高压注浆改性试验,对注浆压力-流量变化规律、注浆量、浆液扩散半径等参数统计分析,对注浆改性后的效果进行了测试评价。试验结果表明:注浆压力与注浆流量是劈裂注浆的主控因素;掘进工作面超前注浆平均启劈压力在22 MPa左右;滞后掘进工作面6～8 m注浆,适当降低排量,注浆过程进入高压微劈裂-渗透注浆阶段,增强注浆效果。高压劈裂注浆改性工艺解决了高应力低渗透软岩"注不进"的难题,保证锚杆索锚固质量,改善新掘巷道成型。巷道围岩改性效果理想:现场取样SEM扫描电镜细观形貌分析可发现,高压劈裂注浆工艺下,新型微纳米有机无机复合改性材料可注入最小约2μm宽度的裂隙;浆液水化固结体密实并与煤界面结合致密;纳米压痕试验证明煤浆界面区弹性模量高于煤,致裂重新黏合后的煤体力学性能强于之前。     

深部裂隙煤岩体变形破坏机理及高压注浆改性强化试验研究

为了对深部高应力裂隙煤岩体变形破坏特征及改性强化机理进行研究,首先采用小孔径水压致裂法对埋深500 m左右和1000 m左右的地应力分布特征进行现场实测研究,以此为基础对比分析了不同埋深条件下地应力分布特征、煤岩体破裂强度及典型裂隙分布发育特征,拟合得到了不同埋深条件下裂隙煤岩体摩尔强度包络线公式。采用数值模拟方法对比研究了不同埋深不同应力水平条件下煤岩体不同角度裂隙变形破坏特征。根据裂隙扩展应变能释放率与能量吸收率间的关系,探讨了影响深部裂隙煤岩体改性强化的主要影响因素。通过建立裂隙悬臂梁力学模型,采用格里菲斯裂纹扩展破坏准则分析了裂隙扩展临界载荷和裂隙不同角度间的关系。基于现场实测及数值模拟研究结果,通过对不同埋深煤岩体破裂强度的统计分析,结合煤岩体改性强化的工艺及装备要求,提出了深部裂隙煤岩体改性强化的基本原则及临界值范围。基于上述研究成果,在千米深井工作面巷道进行了现场试验,得到了裂隙煤岩体改性强化高压注浆全过程改性压力曲线。通过对裂隙煤岩体不同改性强化阶段浆液扩散特征的分析,最大注浆改性强化压力为30 MPa,一般为15~20 MPa,与提出的改性原则相符。通过现场取样表征分析、实验室扫描电镜对尺度2~20μm浆液固结体特征进行对比分析,采用纳米压痕试验对浆液固结体和煤岩体的界面弹性模量效应进行了分析,从宏观到微观验证了裂隙煤岩体改性强化效果良好。     

小煤柱护巷锚梁网支护设计实践

通过对小煤柱沿空巷道煤柱宽度的计算和进行FLAC3D数值模拟得出小煤柱沿空掘巷的有关支护参数,进行支护效果分析,为小煤柱沿空巷道提供实践经验.     

大采高倾斜长壁工作面回采技术研究

大采高倾斜长壁工作面受俯采角度的影响给安全生产带来一定困难,本文通过对回采遇到的问题进行研究,改进工作面回采工艺技术,保证工作面安全高效生产。     

综采工作面准确快速对接技术的应用

通过对综采工作面对接技术的研究和在淮南张集煤矿的实践,总结出了切实可行的综采工作面准确快速对接技术.应用此技术可提高综采工作面煤炭资源的回收率,促进矿井的高产高效建设.     

深井马头门处井壁支护技术研究

目前,我国大部分矿区进入了深部开采阶段,高应力软岩日趋突出和严重,成为困扰采矿界、制约煤炭企业发展的一大难题,已引起学术界的广泛关注。特别对于深立井,处于高地应力下的马头门处井壁如设计和施工不当,往往会造成井壁围岩失稳、支护结构破损,严重者还危及马头门处上下段井壁结构的安全。本文针对深井的地质特征对深井马头门处的井壁支护技术进行了探讨,以期对其它矿井类似问题的解决提供经验参考。     

利用监控系统实现瓦斯和风的联动控制技术研究

在迎头瓦斯涌出量变化不定的作业地点,特别是在有断层等地质异常区的掘进巷道,瓦斯有可能瞬间大量涌出,从而引起瓦斯超限事故。通过对瓦斯浓度的监测监控,利用监控系统实现瓦斯和局扇的联动控制,避免了多开局扇造成矿井风量和电费的浪费,防止了瓦斯瞬间大量涌出而导致的瓦斯超限事故。     

软弱煤岩体扩孔锚固力学特性与试验研究

针对软弱煤岩体锚固性能差、锚固力低的技术难题,提出锚固孔孔底扩孔锚固提高锚固力的方法,并对扩孔锚固锚杆荷载传递过程和钻孔围岩应力分布特征等进行理论分析、实验室试验和数值模拟研究。研究结果表明:扩孔锚固增强了锚固体与钻孔围岩的相互作用,提高了锚杆锚固力,在拉拔荷载作用下扩孔锚固所能提供的锚固力显著高于正常锚固,锚固失效后扩孔段钻孔围岩经历"压密—破坏—再压密"循环变化过程,锚固力衰减较缓慢,且保持较高水平的残余锚固力;在动压荷载作用下,扩孔锚固状态下锚固力衰减少,具有较好的抵抗动压扰动破坏的特性,对解决动压软弱煤岩体巷道锚杆支护具有重要指导意义。     

浅析深井复合顶巷道桁架锚索的应用

主要论述复合顶板巷道的特征,分析了复合顶板巷道支护机理,提出了采用桁架锚索和高强锚杆限制围岩变形,保持围岩稳定,阻止复合顶板离层破坏,主动支护围岩;采用桁架锚索加强顶板支护,将不稳定的复合顶板悬吊到顶板深部稳定岩层中.     

机械压力机产品安全质量检验方法浅析

通过分析GB17120-1997《锻压机械安全技术条件》和JB3350-1993《机械压力机安全技术要求》标准及其在生产实践中的应用，提出了机械压力机产品在安全质量方面的检验方法。