大采高破碎顶板综采工作面注浆加固技术.pdf

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1、2014．N0．09工业工程与技术JournalofHenanScienceandTechnology大采高破碎顶板综采工作面注浆加固技术李永利樊振庆周俊帆丁国兴(河南能源化工集团有限公司焦煤公司赵固二矿，河南新乡453633)摘要：赵固二矿11050工作面具有大采高、薄基岩、构造应力大等特点，回采初期片帮冒顶严重，无法满足安全生产要求，在采用壁后注浆加固技术后工作面围岩的强度和稳定性得到明显提高。经过现场验证，该技术的实施确保了工作面回采安全，实现了顺利回采。关键词：大采高：注浆加固；施工工艺中图分类号：TD2

2、62文献标识码：A文章编号：1003—5168(2014)17—0059—021概况2．2提高围岩体强度11050工作面为一次采全高综合机械化工作面，该面走向长注浆液压入煤岩体后，将较大的裂隙充填满，使裂隙附近的度193lm。倾向长度180m，埋深634m一706m。工作面位于I盘围岩体由二向应力状态向三向应力状态转变，使围岩体脆性减区中上部，东西两侧的工作面均未开采。工作面回采的二1煤层弱、塑性增强。浆液的粘结性提高了裂隙与煤岩体之间的内摩擦位于山西组底部，平均煤厚6．32m，煤层倾角平均5．5。，上距砂锅角和

3、粘聚力，增大岩体内部各岩块间发生相对位移的阻力，使裂窑砂岩(Ss)62m、大占砂岩(Sd)13．98m，煤层结构简单，内生裂隙端部的应力集中增大。隙。局部含有薄层夹矸。煤层直接顶为厚度3．69—13．98m的砂质3注浆加固材料及设备泥岩．基本顶为厚度8．43～9．43m的大占砂岩。3．1注浆材料的选择鉴于工作面目前状况。为了保证11050工作面的安全、快速生产．要求所采用的注浆材料具有非常快的胶凝速度和一定的机械强度，因此决定采用有机高分子浆液注浆材料波雷因对11050工作面进行超前注浆加固。波雷因加固材料的性能

4、参数如表1所示表1波雷因性能参数图1回采初期工作面面貌图由于工作面具有采高大、埋藏深、基岩薄等特点，回采初期片帮、冒顶严重．工作面推进速度慢．超前压力显现进一步加剧了片帮和冒顶的程度，工作面生产陷人恶性循环，严重制约安全生产。工作面回采初期面貌见图1。为确保煤岩体稳定，防止大面积片帮和冒顶，实现矿井安全3．2注浆设备选择高效生产，根据工作面围岩特点，采用煤岩体注浆加固技术_1-3]。采用ZBQ一5／12型气动双液化学注浆泵注浆。该泵外形尺提高了松散破碎煤岩体的力学性能，有效地防止了大面积片帮寸：长×宽X高=900

5、mmx400mmx730mm，可实现控压、控比例注冒顶事故的发生，具有较好的效果。浆。该泵体积小，重量轻，注浆压力及注浆排量大，压力比为65：2工作面注浆加固机理1，当风压为0．5MPa时，最大注浆压力可达30Mpa。在正常注浆对回采工作面注浆，能提高煤岩体的整体承载能力，使松散情况下，最大注浆排量为20L／min，可根据需要调整注浆排量，而煤岩体重新胶结成整体．形成新的承载结构．其作用机理主要表且整个注浆堵水系统采用压风作为注浆动力．提高了注浆堵水现在以下几个方面。过程的安全性。当双液注浆时，两种组分可按1：1

6、的体积比输出2．1网络骨架作用并混合。A料和B料分别通过各自的柱塞和矿用KJ型高压胶波雷因注浆加固材料由体积相等的A、B两种化学组分组管，单向阀Y型三通，混合器进入封孑L器，并被压注进含水岩层。成，将两种化学组分等量压注到破碎煤岩体后，经充分混合进行与注浆设备配套的进风管为~ol9mm高压胶管，出浆管规格为化学反应，生成较高粘结性的有机弹性体，改善了松软破碎煤岩q~10mm高压胶管。从工作面下顺槽通过高压管路供风，直到注体的物理力学性能，有机弹性体在破碎煤岩体内膨胀、渗透、充浆加固地点，接头规格为qol9mm气管

7、。根据工作面煤体围岩条满整个裂隙面形成网络骨架。当外载荷增加时，固化材料发生变件。考虑1台钻机和2台注浆泵同时施工，供风量不低于10m3／形但不破坏．载荷主要由强度较高的煤岩体承担，这样围岩的破min，供风压力不低于0．5MPa。坏条件由原来的裂隙弱面强度条件向接近煤体强度条件转化。注浆泵清洗、拆卸、维护保养方便，不需要专用工具，适于煤当煤体应力超过煤体强度发生较大变形时。固结材料的网络以矿井下注浆作业。ZBQ一5／12型气动双液化学注浆泵结构如图2其良好的韧性和粘结强度起到骨架作用，提高围岩的残余强度，所示限制

8、围岩破坏的扩展，从而改善维护状况。