围岩注浆封堵井巷突水控制技术的研究

通过对巷道破坏及突水机理分析研究,确定在巷道突水地区采用浅部围岩注浆改性加固提高围岩强度和深孔高压注浆封水相结合的注浆方式,能有效控制围岩变形破坏,实现堵水目的,并取得较好的技术经济效果,已在突水巷道实施应用。     

巷道围岩预注浆防突水技术研究

在对焦作矿区和中马村矿井地质资料调查、整理的基础上分析了巷道突水水源及突水原因;根据岩土有效应力原理建立了巷道突水区围岩本构模型,探讨了巷道围岩保持稳定而不发生突水的基本思想是增加围岩有效应力,减小孔隙水压力。在此基础上对浆液的流变性、流动规律及扩散方式进行深入分析研究;针对中马村矿井现场实际条件,对巷道围岩预注浆技术进行了方案设计和注浆参数的确定;通过现场工程实践检验了巷道围岩预注浆设计方案的合理性,取得了良好的堵水效果,满足了矿井安全生产的需要。     

动水条件下水闸墙快速施工技术

在受到奥灰含水层威胁、薄层底板带压开采条件下的水文地质条件复杂矿井突水事故时有发生。为避免突水点在水流作用下持续破坏突水增大,保证矿井排水安全,不发生影响相邻区域、淹采区、淹井事故,为创造突水点后期注浆封堵治理静水条件,故此在动水条件下最短时间内水闸墙快速施工控水技术是关键。在突水水量较大,巷道施工困难条件下,采用不刷扩巷道、预埋管路、波罗因材料快速成型墙体、围岩注浆等综合技术,实现水闸墙快速控水。     

预注浆防突水技术研究

当巷道开掘接近或通过有水力联系的松软破碎带、断层裂隙带或直接揭露含水层时,常造成掘前或掘进滞后突水。所以,研究围岩突水的力学机制,采取耦合控制对策,是预防围岩突水的关键技术。根据有效应力原理,分析了动水压力和岩体接触压力间的本构关系,提出了巷道掘进中围岩预注浆防突水控制方案对策,对止水岩柱厚度、布孔、注浆参数、工艺等进行了理论分析和工业性试验,经堵水率、围岩力学参数等对比分析,认为围岩预注浆控制方案有经济、安全可靠等特点,具有重要工程意义。     

焦作矿区软岩水仓巷道变形破坏控制技术

通过对焦作矿区软岩水仓巷道变形破坏机理的分析，采用锚注方法对软岩巷道围岩注浆固化，提高了围岩承载能力，改善了巷道维护状况，为治理软岩巷道变形破坏提供了一条有效的技术途径。     

井巷预注浆围岩强化防突水技术研究

实践表明，当巷道通过有水力联系的松软破碎带、断层裂隙带或直接揭露含水层时，常造成掘进中或掘进滞后突水，影响矿井生产安全。通过巷道导水及突水机理分析研究，提出井巷预注浆强化围岩防突水为主和掘后封堵小量出水点为辅的方法，优化出预留防水岩柱和人工混凝土岩帽的解析计算及参数确定，实践中能有效控制围岩突水，并取得较好的技术经济效果。     

近断层巷道开挖稳定性分析与支护技术

为研究近断层巷道开挖稳定性及其合理的支护措施,以安里煤矿回风大巷为工程背景,采用FLAC3D对其开挖过程中FD49断层破碎带前后方围岩的应力场、变形场、渗流场以及塑性区进行了系统的分析,并在此基础上研究了锚杆排间距以及注浆加固范围对巷道围岩变形破坏特征的影响。结果表明:近断层巷道围岩越硬,其在靠近富水断层破碎带时的突水变形前兆特征就越不明显,因此,需在预留一定防突厚度的情况下对断层破碎带进行提前疏水降压处理;当巷道开挖揭露断层破碎带后,应对断层破碎带围岩进行注浆加固以及锚喷支护,其中,注浆加固范围宜取3~5 m,锚杆长度和间排距则可选2.4 m和0.8 m。     

灵东煤矿过断层加固技术的应用

灵东煤矿在掘进过程中遇到断层,断层附近围岩较为破碎,且断层为导水断层,极易造成井下突水危险。该矿采用新型注浆材料,利用尤洛卡公司新型注浆工艺,成功地加固了断层附近的围岩,使得围岩破碎程度减小,巷道涌水量降低,围岩移动量减少,并对注浆加固机理进行了深入研究。     

注浆方法加固采区巷道施工

以北皂煤矿四采区回风巷道为例，分析论述了采区巷道变形破坏的原因及注浆法加固巷道围岩的机理，介绍了注浆法加固围岩的施工工艺，并针对注浆法加固巷道围岩存在的问题提出了改进方法．     

新型注浆材料及注浆工艺的研究和应用

为了改善巷道围岩特性,增强支护效果,防止巷道透水,针对传统注浆材料强度低、渗透性差及传统注浆工艺不能充分利用围岩特性的缺点。通过材料性能影响因素的分级及巷道围岩特性和劈裂影响因素的研究,开发出一种新型注浆材料及差异注浆工艺。该材料以硫铝酸盐水泥及粉煤灰为主,辅以各种添加剂,具有强度高、渗透性好、抗渗性能强等特点;差异注浆工艺将巷道围岩划分为不同的区域,采用不同的注浆压力、速率及浆液黏度。在河南能源龟兹煤矿进行现场应用,结果表明:该新型材料及注浆工艺可有效改善围岩特性,提高围岩力学性能,增强支护效果,防止巷道突水。     

灰岩岩溶含水层开拓巷道预注浆效果模拟分析

针对某矿山灰岩岩溶含水层开拓工程突水问题,采用Phase2软件建立拟开拓区流固耦合模型,利用有限元模拟分析注浆前后巷道开挖过程中的围岩变形、孔隙水渗流速度和巷道涌水量.结果表明:通过预注浆治理,有效充填封堵了灰岩岩溶含水层的过水通道,提高了围岩的物理力学指标和完整性,增强了围岩的抗变形能力和抗渗性能,可有效避免巷道掘进...     

掘进工作面预注浆堵水技术的数值模拟

针对朱村煤矿运输大巷在延伸过程中遇到前方底板有较大突水采用预注浆堵水技术的问题,采用FLAC3D数值模拟软件对巷道掘进过程中围岩力学性质、孔隙水压力及涌水量变化进行了分析研究.结果表明,掘进工作面预注浆堵水技术能够显著改善围岩抵抗变形的能力,降低孔隙水的渗流速度,提高围岩的抗渗能力,大幅度地减少巷道涌水量.     

井巷预注浆围岩强化防突水技术研究

实践表明,当巷道通过有水力联系的松软破碎带、断层裂隙带或直接揭露含水层时,常造成掘进中或掘进滞后突水,影响矿井生产安全。通过巷道导水及突水机理分析研究,提出井巷预注浆强化围岩防突水为主和掘后封堵小量出水点为辅的方法,优化出预留防水岩柱和人工混凝土岩帽的解析计算及参数确定,实践中能有效控制围岩突水,并取得较好的技术经济效果。     

深部大巷破碎围岩注浆支护技术

针对九龙煤矿-850 m深部胶带大巷围岩破碎、支护失效等问题,通过围岩力学性能测试、围岩裂隙窥视、巷道围岩浅孔注浆结合深孔注浆锚索二次加固试验对巷道围岩破坏机理和稳定性进行了研究。结果表明,巷道所处位置水平构造应力大和巷道支护结构设计不合理是造成胶带大巷围岩破坏的主要原因。根据破坏机理和理论计算得到的浅孔注浆结合深孔注浆锚索二次加固支护方案能有效解决由水平构造应力带来的巷道围岩破坏问题,巷道注浆加固后,巷道两帮和顶底移近量较加固前仅增长5 cm和3.5 cm,控制了巷道围岩整体移近量,支护效果明显。     

止浆墙承压注浆堵水技术在巷道突水治理中的应用

利用止浆墙承压进行注浆,是解决巷道突水的有效手段,止浆墙夹墙的运用,使止浆墙与巷道围岩紧密接触,彻底解决了止浆墙注浆过程中墙体四周跑浆的问题,为止浆墙承压注浆提供了成功的经验和思路,同时也对止浆墙及其围岩裂隙起到了加固作用。     

羊东矿深部整修巷道围岩注浆加固支护技术

以羊东矿52轨道平巷中部160 m整修段为研究对象,针对巷道围岩结构,通过钻孔窥视仪观测巷道围岩破坏程度及破坏范围,为巷道整修注浆加固设计提供科学依据。注重“支护体-围岩”共同作用,采用巷道全断面注浆加固控制围岩变形,通过矿压观测验证注浆效果,观测结果表明,围岩深部基本无变形,围岩表面收敛量控制在120 mm以内,并趋于稳定,注浆后巷道变形得到有效控制,满足巷道在服务期限内的稳定性要求。     

姑山矿充填井巷道突水原因分析及治理技术

姑山矿充填井水平巷道在掘进过程中发生了拱顶局部塌方并伴有大量涌水。通过分析突水原因,制定了“巷道截流+堵源治理”的综合应对方案。利用先进的定向钻进技术透巷并注浆进行巷道截流,截流后再施工若干分支孔探查突水通道,并通过高压注浆加固周边破碎围岩,彻底封堵导水通道,堵水率达到100%。措施实施后,巷道掘进安全通过了治理区和高赋水地带,对类似工程具有一定的借鉴价值。     

高承压水作用下突水巷道注浆恢复与支护技术

基于白象山铁矿-390 m巷道过F4断层发生突水后的工程地质条件,提出地面注浆技术方案,对突水巷道进行注浆堵水恢复。基于隧道地震波勘探和瞬变电磁法超前物探结果,提出超前管棚预加固技术方案,保证了巷道通过F4断层过程中围岩的稳定与施工安全。针对后期承载和高抗渗性的要求,通过数值模拟分析确定了型钢支架与网喷初次支护、二次衬砌支护结构型式与技术参数,并通过预埋的注浆管对衬砌壁后及破碎围岩进行二次补强注浆加固,保证了高承压水作用下突水巷道围岩与支护结构的长期稳定和安全。     

大跨度变形巷道复合注浆与锚固联合修复技术

为解决大跨度近距离巷道群影响变形破坏巷道的加固难题,以王坡煤矿二采区集中轨道巷为例,分析了巷道变形破坏的程度及机理,并据此提出复合注浆与锚固联合加固技术,并应用于实践。研究结果表明,大跨度巷道变形破坏是在近距离巷道群、临近工作面回采、地应力环境和原支护不合理的共同作用下发生的破坏,破坏范围主要集中在顶板和两帮4000mm范围内,破坏呈现松软破碎状态。针对巷道破坏情况提出首次水泥注浆,二次化学注浆和三次注浆锚索施工的顺序加固方案,达到充填围岩破碎裂隙,恢复围岩完整性和实现围岩主动承载的目的。实践表明,巷道围岩变形顶板下沉量小于9mm,两帮收敛15mm,围岩变形得到有效控制。     

大跨度变形巷道复合注浆与锚固联合修复技术

为解决大跨度近距离巷道群影响变形破坏巷道的加固难题,以王坡煤矿二采区集中轨道巷为例,分析了巷道变形破坏的程度及机理,并据此提出复合注浆与锚固联合加固技术,并应用于实践。研究结果表明,大跨度巷道变形破坏是在近距离巷道群、临近工作面回采、地应力环境和原支护不合理的共同作用下发生的破坏,破坏范围主要集中在顶板和两帮4000mm范围内,破坏呈现松软破碎状态。针对巷道破坏情况提出首次水泥注浆,二次化学注浆和三次注浆锚索施工的顺序加固方案,达到充填围岩破碎裂隙,恢复围岩完整性和实现围岩主动承载的目的。实践表明,巷道围岩变形顶板下沉量小于9mm,两帮收敛15mm,围岩变形得到有效控制。