注浆充填控制巨厚火成岩下动力灾害的试验研究

为实现海孜煤矿Ⅱ102 采区巨厚火成岩下安全开采,结合采区地质开采条件提出了老采空区注浆充填控制巨厚火成岩下动力灾害的技术方案。采用UDEC数值软件分析了老采空区注浆充填对火成岩运动及采动应力集中的控制作用。结果表明,注浆充填可以使火成岩受到有效支撑并降低实体煤侧的应力集中状态,同时能够控制火成岩运动并防止其突然破断。在模拟研究基础上设计了注浆充填方案。在19个月的施工中,共对6个钻孔进行了注浆充填,总注灰量267 320 m 3 ,老采空区充填率达到51.3%,采空区70%的区域已完全承载。注浆工程实施后Ⅱ1026 机巷掘进过程中没有再次发生动力现象,证明该措施取得了较好的效果,可以保证后续工作面安全回采。     

采空区充填控制巨厚火成岩下动力灾害的数值模拟

以某矿1022工作面为工程背景,利用UDEC建立二维离散元模型,模拟分析了工作面充填开采与未充填开采相比减小地表下沉,降低采空区两侧煤体集中应力的效果。研究结果表明:采用充填开采时,多个支撑点对上覆岩层载荷进行支撑,顶板的挠度值减小,巨厚火成岩弯曲下沉量减小;采空区两侧煤体受到的集中应力降低,应力集中系数减小,采用充填开采可有效地控制上覆岩层运动,降低因采动影响巨厚火成岩突然发生破断引起的动力灾害。     

高位巨厚坚硬岩层离层区注浆效果分析

为了解除高位巨厚坚硬岩层容易引起冲击地压的威胁,II102采区采用离层区注浆方法缓解坚硬岩层下移。文中通过现场钻孔探测对上覆坚硬岩层运移进行观测,根据现场实测资料,对岩浆岩下离层区进行注浆充填,地表下沉量很小,说明岩浆岩未发生破断失稳,说明注浆对上覆坚硬岩层的运移起到有效控制。     

高压充填注浆控制岩层移动

离层是上覆岩层移动的必然结果，在离层中充填可固结的注浆材料便可大大减缓地表沉陷。本文详细论述了离层带高压充填注浆技术的设备与工艺、注浆材料的选择以及注浆参数的确定。     

巨厚火成岩下高突煤层工作面瓦斯综合治理技术应用研究

结合海孜煤矿煤层赋存条件和生产实际,根据邻近层与本煤层瓦斯涌出的特点,在Ⅱ1023工作面针对性采取地面钻孔、远距离穿层钻孔、水平顺层钻孔、高位钻孔等全方位立体交叉综合抽采瓦斯手段,有效地控制了保护层工作面的瓦斯涌出,为深部高瓦斯强突出煤层工作面的安全高效开采奠定了基础。     

巨厚火成岩对下伏煤层瓦斯赋存的控制作用

为了研究巨厚火成岩对下伏煤层瓦斯赋存的控制作用,以海孜煤矿10煤层火成岩不同覆盖厚度区域所取5个煤样为研究对象,测定了坚固性系数、瓦斯放散初速度、瓦斯吸附常数、突出危险性指标K值等参数随火成岩覆盖厚度的变化,同时采用工业分析、CO2测微孔、电镜扫描、显微组分分析、镜质组反射率测定等方法研究了火成岩对煤质、孔隙结构的影响。结果表明:巨厚火成岩分布对下伏煤层煤质及瓦斯赋存具有控制作用,其热演化和热变质作用提高了10煤层变质程度,10煤层由无火成岩覆盖区的长烟煤逐渐演化为巨厚火成岩覆盖下的瘦煤;随上覆火成岩厚度增加,10煤层微孔发育,吸附和储集瓦斯的能力增强,瓦斯含量增加;火成岩侵入带来的挤压作用使厚覆盖层下煤层强度降低,局部更易形成软煤分层,增加了煤与瓦斯突出危险性。     

巨厚火成岩下采动应力演化规律与致灾机理研究

为确定海孜煤矿Ⅱ 102采区内煤与瓦斯突出灾害原因,综合分析了采区地质开采条件、突出点瓦斯地质特征及突出特征,采用UDEC软件模拟研究了均厚140 m火成岩下开采时的采动应力演化规律,从采动应力影响范围的角度解释了此次动力灾害的原因。研究结果表明：距煤层170 m的巨厚火成岩在累计采宽370 m时仍然不发生破断,导致采动应力影响范围增大至310 m,为不存在火成岩时的3倍;受火成岩影响,采空区边界外180 m处应力集中系数高达1.7,在此处进行Ⅱ 1026工作面机巷掘进时,采动应力成为煤与瓦斯突出的一个主要动力源。     

巨厚火成岩下采动裂隙场与瓦斯流动场耦合规律研究

为考察巨厚火成岩下远程下保护层开采覆岩采动裂隙场与瓦斯流动场耦合规律,通过采用理论分析、相似模拟试验、数值模拟实验及现场观测的方法,分析了覆岩垮落变形和裂隙发育规律,研究了巨厚火成岩下瓦斯储运规律。结果表明：巨厚火成岩控制着其上覆岩层的全部运动,弯曲带内存在裂隙与离层长期不闭合的区域,即离层区;弯曲带内离层区存在大量离层裂隙和少数穿层裂隙,其中裂隙成为瓦斯运移的通道,离层成为瓦斯的富集区;巨厚火成岩下断裂带与离层区内气体运移与煤岩体变形之间存在着复杂的相互作用,它是渗流场、浓度场和裂隙场（包括离层）之间耦合的一个动态平衡体系。     

火成岩裂隙含水层(体)注浆改造技术研究

康城煤矿北风井工程穿越h1火成岩裂隙承压含水层,为了克服突水、涌水、淋水,进行了注浆堵水、突水点封堵和超前预注浆施工,获得了h1火成岩裂隙发育规律和富水性等水文地质资料,为该区开采9煤层治理火成岩水提供技术依据.     

巨厚火成岩下采动覆岩应力场-裂隙场耦合演化机制

针对杨柳煤矿主采10煤层诱导上覆巨厚火成岩运移破断引发剧烈地表沉陷、瓦斯喷井以及工作面压架等动力灾害的难题,基于巨厚火成岩破断特征,采用物理模拟、数值模拟与理论分析相结合的方法研究了巨厚火成岩下覆岩裂隙发育规律与采动应力分布规律,得到火成岩破断前后裂隙发育高度、支承压力峰值和应力集中区最大高度等指标随工作面推进的变化特征,从而揭示了巨厚火成岩下采动应力场-裂隙场耦合演化致灾机制,即煤层采动→应力重新分布→应力集中→裂隙发育→覆岩破断→应力转移→裂隙扩展→"弧形"离层→火成岩破断→动力灾害。从控制应力集中与裂隙发育两方面提出了"采空区充填技术—离层注浆充填技术—保护层开采技术"的防灾技术体系。     

淮北矿区巨厚火成岩下隔离注浆充填减灾机理研究

为解决淮北矿区部分矿井面临的坚硬厚覆岩下采煤灾害防治问题,对海孜煤矿II102采区巨厚火成岩下隔离注浆充填减灾进行了试验研究,揭示了坚硬厚覆岩下采动致灾机理,火成岩厚120~170 m、单向抗压强度120 MPa、完整性好,在其下方煤层开采时该岩层将大面积悬顶,使载荷施加于实体煤上形成应力集中;加之采深大,在该岩层下该工作面安全生产面临极大威胁。为此,提出了隔离注浆充填减灾技术措施,即在已采与待采工作面之间留设隔离煤柱,并先对已采工作面进行注浆充填消除离层空间,在后续工作面开采中实施注浆充填,从而对覆岩形成有效支撑。试验结果表明:地面9个注浆钻孔,向采动离层带、采空区充填粉煤灰471 994 m~3,安全采出煤炭56.3万t,消除了采区动力灾害威胁。     

水泥管护壁注浆充填处理反井钻孔冒落区的施工技术

中平能化集团平宝公司首山一矿施工的己二煤仓及矸石仓在反井钻孔施工结束后,煤仓中间的煤层发生片帮冒顶.该矿利用水泥管护壁充填注浆技术处理煤仓和暗立井反井钻孔中冒顶、片帮,提高了施工进度,缩短了施工工期,节约了材料费用,保证了施工安全.     

公路下覆岩隔离注浆充填开采应用技术研究

文章针对付家焉煤业公路下工作面回采难题,通过覆岩隔离注浆充填开采技术,对工作面开采条件、覆岩条件、外部条件进行适用性分析,得出10106工作面适宜采用注浆填充技术,并现场进行了实施。实施结果表明,地表最大沉陷量仅为263 mm,对地物没有影响,且采用该技术后矿井可以增收2.48亿元,经济效果显著。     

水泥管护壁、充填注浆法处理煤仓反井钻孔冒落区

平宝公司首山一矿已2煤仓采用反井法施工.煤仓反井钻孔施工后,在钻孔中间出现了高9m、直径6.4m的冒落区,使得煤仓掘砌施工难以继续进行.扼要介绍了采用水泥管护壁、充填注浆法处理冒落区的施工情况.     

极复杂条件下离层注浆充填绿色开采技术研究

文中主要研究基于离层注浆充填技术,解决极复杂条件下资源开采与地表建(构)筑物及土地保护之间的矛盾,有效释放煤炭资源,实现煤炭资源绿色开采。     

章源钨矿充填孔反向注浆工艺研究

随着国家对矿山安全生产越来越重视,充填孔不仅要求成孔质量好,还需要保证巷道顶板的稳定性。采用充填孔反向注浆工艺,结合止水管的安装和制作,能确保在地表淋滤注浆的过程中不会出现底部渗漏,既可以提高固管的质量,又可以缩短固管的时间,对类似工程的施工具有借鉴意义。     

采空区注浆充填后上方高层建筑监测方案研究

文中通过对采空区上方高层建筑运营状态下变形监测设计方案进行探讨,达到合理布设监测站、科学分析监测数据的目的,为注浆充填条件下高层建筑地基处理效果评价提供关键数据支撑作用,并为建筑物安全运营提供可靠依据。     

离层带注浆充填时地表移动计算及充填效果监测

讨论了不同岩层组合条件下离层带注浆充填时地表下沉的预计问题，分别考虑了(1)岩层水平成层和倾斜成层；(2)注浆密实和部分未注浆；(3)顶部岩层坚硬，在各方向上压缩相同和顶部岩层软弱，浆液向后充填和上山方向挤出，各方向上压实不等的各种情况.简要介绍了采用地震波场对离层带浆液充填情况的探测原理，并据此进行地表沉陷的预计工作.     

粉煤灰充填离层空间物理力学机理实验研究

对离层注浆减缓地表沉隆沉降新技术中应用的充填材料粉煤灰的物理力学性质进行了测定,确定了注浆液的水灰比、粉煤灰的充填体积与存在离层空间体积的关系;通过相似模拟实验,确定了离层传递带的发展趋势、注浆离层的位置、粉煤灰在离层空间存在的形态及范围、注浆与工作面推进的关系,证实了粉煤灰充填离层空间后对上覆岩层的支撑作用,为指导工程提供了重要的研究成果。