千米深井巷道高压劈裂注浆改性技术研发与实践 |
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引用本文: | 张振峰,康红普,姜志云,李文洲,姜鹏飞,蔡瑞春,朱阳涛,王军.千米深井巷道高压劈裂注浆改性技术研发与实践[J].煤炭学报,2020,45(3). |
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作者姓名: | 张振峰 康红普 姜志云 李文洲 姜鹏飞 蔡瑞春 朱阳涛 王军 |
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作者单位: | 煤炭科学研究总院开采研究分院,北京100013;天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京100013;中煤新集能源股份有限公司口孜东矿,安徽阜阳236153 |
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基金项目: | 国家重点研发计划;中国煤炭科工集团技术创新项目;国家自然科学基金 |
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摘 要: | 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。
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关 键 词: | 千米深井 劈裂注浆 注浆加固 围岩改性 |
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