复杂地质条件下地面注浆充填减沉试验研究

以某矿103采区注浆减沉工程为例,介绍通过地面打孔,对煤层开采的采空离层带和冒落带进行注浆充填从而减少地表沉降的新型充填开采工艺,并对该项目应用实际效果进行了分析,为实现复杂地质条件下提高能源利用率,实现矿山绿色开采的可能途径提供借鉴。     

离层注浆开采关键层变形特征及地表沉陷控制效应

为研究覆岩离层注浆开采条件下关键层变形特征及地表沉陷控制效应，准确预计地表移动变形值，对离层注浆开采关键层变形进行了力学分析，将关键层下方离层注浆充填体和煤岩体的组合视为弹性地基，并将之划分为压实区、欠压实区和实体煤区3种不同的区段，基于弹性地基梁理论，给出了关键层挠度方程和弹性地基系数计算方法；采用“两步法”,通过分层模拟的方式开展了离层注浆开采关键层变形与地表沉陷数值模拟，研究了不同工作面宽度条件下离层发育和关键层破断特征，以及不同注采比条件下地表移动变形特征；借鉴等价采高理论，将离层注浆开采条件下关键层弯曲下沉空间等效视为开采空间，结合概率积分法，建立了适用于离层注浆开采的地表沉陷预计模型。以淮北矿区袁店二矿7221离层注浆开采工作面为例进行了验证，结果表明：该地质条件下，离层注浆开采工作面宽度宜设计在90～120 m;采用提出的预计模型和方法能够对离层注浆开采条件下的地表沉陷进行有效预计，预计值与实测值平均误差9 mm,在允许误差范围内；离层注浆开采地表沉陷控制效果显著，减沉率约83%。     

注浆工艺在极复杂“孤岛”工作面开采中的应用

针对"孤岛"工作面开采过程中围岩加固、采空区隔离、老巷治理等难题,本文以120502"孤岛"综采工作面开采为工程背景,通过优化注浆工艺、调整注浆参数,实现快速高效定点注浆,解决了"孤岛"工作面部分矿山压力治理难题,为工作面安全高效开采创造了有利条件,对类似"孤岛"工作面开采具有一定参考价值和借鉴意义。     

赵固二矿封闭不良钻孔井下封堵技术研究

 封闭不良钻孔是影响矿区安全生产的重要隐患之一。赵固二矿井田内存在大量封闭不良钻孔，为防止在开采过程中，封闭不良钻孔成为矿井充水通道造成矿井突水，采用井下注浆封堵技术对钻孔进行了加固，分析了矿井水文地质条件，设计了钻孔结构，制定了封堵方案技术措施，提出了双重固管结构。现场生产实践表明：注浆达到了预期要求，工作面实现了安全开采。该成果对注浆加固技术具有一定的参考价值和指导意义。     

邢台矿区奥灰顶部注浆改造可行性分析

通过综合分析邢台矿区奥灰顶部岩溶发育规律及富水情况,结合开采浅部下组煤时采取的注浆改造技术措施,认为奥灰顶部是可以进行注浆改造的,并且变含水层为隔水层,可延深下组煤开采下限,解放受水威胁煤炭资源,是实现邢台矿区可持续发展的有效途径,还对奥灰顶部注浆改造项目实施中需攻克的难题进行了分析,提出了方案实施的技术路线。     

破碎松软底板注浆效果综合检验方法研究

为了研究破碎松软底板注浆效果,以汾源煤业为试验矿井,采用物探法、检查孔法、渗透系数测试法、数字钻孔电视法、P-Q-t法对工作面底板注浆效果进行评价,并对回采工作面涌水量进行监测.研究结果表明:注浆后富水区域消失且地层电阻率上升;注浆后底板岩层整体性得到提高且钻孔涌水量降低了93.3％;注浆后地层的渗透系数为1.62× 10-5～1.74× 10-5 cm/s之间;注浆后裂隙数量减少了35条且裂隙宽度明显降低;P-Q-t法以定压与定量作为注浆结束依据,注浆压力达到预设压力,且注浆速度小于5 L/min的时间超过30 min,结束注浆;工作面回采过程中涌水量保持在60 m3/h以下,小于工作面排水能力,实现了安全开采.     

采煤地面注浆充填减沉试验研究

以刘店矿首采工作面注浆减沉工程为例,介绍了通过地面打孔,向工作面顶板范围内注浆,充填采空区上覆裂隙和离层从而减少地表沉降的新型充填开采工艺,对该项目应用实际效果和效益进行了分析,为今后应用这种技术提供借鉴,并提供一条实现矿山绿色开采的可能途径。     

小窑破坏区域上覆综采安全开采技术研究及应用

通过对大同煤矿集团公司晋华宫矿下层小窑402盘区破坏区域冒落高度的分析、计算,总结出在坚硬岩层中,当层间距≥32.5m时,在刀柱式或仓房式开采25m 范围内时,可以安全开采;当层间距≤32.5m时,在刀柱式或仓房式开采25m 范围时,考虑采用钻孔注浆技术进行注浆,就可以实现安全开采.     

注浆加固工作面底板岩体力学性质“增强-损伤”的定量测定

应用超声波检测技术现场探测了"原岩(包括断层带)-注浆-开采"全过程中底板岩体弹性模量,研发了一种用于斜孔探测的探头保护装置。并结合岩块破裂与注浆效果的超声波探测室内试验,应用损伤力学分析了注浆增强及开采损伤对底板岩体弹性模量的影响规律。以岩体弹性模量数值及其变化率为基准,提出了"弹模增强度"和"弹模损伤度"的参量,定量测量了注浆加固及开采对底板岩体弹性模量的"增强-损伤"程度。结果表明:注浆加固对泥岩弹模增强度最大,达到640%~733%;砂岩次之,为241%~300%;灰岩最小,为146%~216%;受开采影响,不同岩性的岩体弹模损伤度差异不大,为21%~35%。研究成果将注浆和开采对岩体力学强度的影响细化到主要岩性,对具体岩性的影响提升为定量。这有助于全面认识注浆加固防治工作面底板突水的机理及定量分析其效果;有助于诸多防治水理论和方法在注浆加固工作面的应用。同时,形成了全过程中岩体弹模的现场定量观测方法,丰富了注浆加固效果检测手段,对制定注浆加固工程方案具有指导意义和实用价值。     

新罗村难采矿体开采技术研究与实践

新罗村矿体顶盘为一较厚的碳质页岩带,稳定性差,开采位置距地表较近,地表不允许塌陷,为此,开展顶板碳质页岩不稳固岩层注浆和开采方法试验研究。在碳质页岩注浆试验结果不理想的情况下,重点进行安全开采方法试验研究,根据工程揭露情况及时优化调整采场结构参数,并采取了多项控制顶板安全的技术措施,实现了对该部分难采矿体的安全开采。     

深部大型断层注浆改造及数值模拟分析

以淮南矿区张集矿某工作面为例,设计了邻近断层破碎带注浆方案,并利用FLAC3D软件对比分析了工作面开采过程中注浆前后煤层顶、底板位移的动态变化。研究结果表明:浆液使破碎带岩层阻渗性、完整性和力学强度都得到了一定程度的提高;通过断层注浆改造,工作面已安全回采870 m,成功实现近断层工作面安全开采。     

长壁开采老采空区带状注浆设计方法

在分析老采空区残余沉降机理的基础上,结合开采沉陷理论,对控制老采空区残余沉降的注浆充填的技术方法进行了研究.得到如下结论：控制老采空区残余移动变形的关键是控制垮落带和断裂带内岩体的变形.在一定开采深度下,老采空区注浆充填可采用带状注浆充填.当开采深度小于导水断裂带高度和地面建筑载荷作用深度时,注浆孔间距为2倍的浆液扩散半径;当开采深度大于导水断裂带高度和地面建筑载荷作用深度时,给出了带状注浆充填注浆孔间距计算公式及注浆孔布设原则.注浆孔首先应布置在距离工作面边缘内20 m范围内、急倾斜煤层上山方向和断层发育区域,以充填采空区边缘的空洞和欠压密区.     

神东矿区近水平煤层注浆参数计算

基于神东矿区近水平煤层的特点,以大柳塔煤矿活鸡兔井为示范矿井,对近水平煤层的注浆工艺参数进行了计算分析。结果表明:神东矿区各主要矿井开采本煤层时,应当向本煤层采空区进行预防性注浆,防止将来开采下部煤层时,由于煤层间距较近,受采动影响,上部和下部采空区容易形成裂隙沟通,导致上部采空区二次供氧而发生氧化自燃,进而影响下部煤层的安全开采;大柳塔煤矿活鸡兔井12313综采工作面开切眼冒落三角带和终采线冒落三角带预防性注浆量均为9 162 m3,注浆时间均为152.7 h;大柳塔煤矿活鸡兔井12313综采工作面运输巷与回风巷距切眼和终采线各300 m范围内预防性注浆总量为18 383 m3,注浆时间为306.4 h。     

浅埋深大采高工作面条带离层注浆地表减沉技术

为解决浅埋深大采高工作面开采引起的地表沉降问题,运用理论分析和数值模拟研究方法,对F6201综放工作面开采过程中覆岩离层发展的动态规律进行了研究,得出条带分区域离层注浆的开采条带宽度应小于极限拱的跨度;离层注浆钻孔的最佳位置位于主关键层下界面离层发育空间最大处;钻孔注浆最佳时机应是开采跨度达到极限平衡拱的跨度时,即离层发育刚达到充分状态时。结果表明,该技术条件下地表减沉率可达79.35%。     

注浆充填采煤技术在杨柳煤矿的应用

杨柳煤矿1074工作面回采影响地面大辛家村庄建筑物,迁村开采投资巨大、经济风险高,经研究决定采用注浆充填置换采煤技术进行村庄下煤炭开采。通过采取合理设计注浆钻孔、采用高性能的注浆材料和合理控制工作面的回采速度等措施,实现了不迁村采煤。     

木瓜煤矿10#煤层带压开采技术研究与应用

为解决木瓜煤矿10#煤层带压开采的问题,以10-100首采工作面为背景,综合运用理论分析、数值模拟及现场探测等方法,探讨工作面带压开采的安全性,验证采用底板注浆加固措施的可行性,设计具体的注浆方案,工程应用期间通过现场探测验证应用效果,成功实现了10#煤层的带压开采,对类似地质条件下工作面的安全开采具有重要借鉴意义。     

葛泉矿东井新型地面固定注浆系统

针对葛泉矿东井原有注浆系统注浆能力不足、不能实现浆液各组分精确配比的缺陷,设计了以制浆单元和计算机控制单元为核心的制浆控制装置,实现了浆液的精确配比。葛泉矿东井的地面固定注浆系统应用后,实现了浆液的精确配比,保证了浆液的质量,大幅度提高了注浆能力,同时降低了注浆成本,确保了矿井的安全开采。     

薄层灰岩注浆效果研究

薄层灰岩对深部八层煤开采威胁极大,通过放水试验、物探等手段查清区域水文地质条件,采用高压注浆、拉力注浆、引流注浆等先进注浆技术对含水层进行注浆改造,确保工作面安全开采。     

葛泉矿东井带压开采9~#煤综合防治水技术研究

通过综合分析葛泉矿东井9#煤采区的地质、水文地质条件,利用综合勘探技术对煤层底板进行异常区域探测,并对异常区进行注浆封堵,同时注浆改造煤层底板岩层,从而切断了煤层底板下伏奥灰含水层与上覆含水层之间的水力联系,有效降低了奥灰水对矿井生产的威胁,实现了下组煤的安全开采.总结出一套以煤层底板注浆改造为主体的综合防治水技术,对本区乃至全国类似条件下下组煤开采具有重要的指导意义.     

井下巷道矸石充填饱和注浆无煤柱开采技术研究

文章通过梧桐庄矿井下矸石充填巷道开采中采取饱和注浆方法的应用,实现了无煤柱巷道开采,地表无变形,完全提高了工业广场保护煤柱资源的回收率,该注浆材料配比及系统应用研究结果为同类条件的巷采应用提供了借鉴经验。