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第!期"山西焦煤科技"#$%!&’(!年!月"")*+,-./$0.,1/$+2)3.4,345643*,$2$17""891%&’(!"!技术经验!""收稿日期"&’(!:’;:A’作者简介"裴锦龙!(<!<"#$男$山西朔州人$&’(A 年毕业于太原理工大学$助理工程师$主要从事煤矿安全监察工作!>?@+.2#&!H==&=(BCbb%3$@注浆加固技术在综采工作面片帮治理中的应用裴锦龙"大同市煤矿安全监管大队!山西"大同"’AH’’’$""摘"要"三道沟煤矿!;&’(大采高工作面煤壁片帮严重!制约安全生产&结合工作面实际条件!对煤壁片帮机理进行了分析!得出煤壁破坏的主要形式!对工作面煤壁破碎顶板区域和煤壁靠上区域两部分预注浆对煤壁进行加固&现场观测可知!注浆后工作面片帮频次和日片帮深度均值较之前大幅降低!大采高工作面采用预注浆技术可以有效防治工作面片帮&关键词"大采高综采工作面#煤壁片帮#注浆加固技术中图分类号"6G &=;S B"文献标识码"J "文章编号"(=H&:’=;&#&’(!$’!:’’(B :’A ""随着煤矿开采设备的不断发展$矿井规模的不断扩大$在各大矿区涌现处理一批大采高工作面$而且采高不断增大$在神东矿区补连塔煤矿已经建立了!@大采高工作面%(:&&%然而在实际开采过程中$工作面片帮严重$严重威胁着矿井的安全生产’本文以三道沟煤矿!;&’(大采高工作面为背景$对工作面煤壁片帮机理及预注浆加固煤壁技术进行了研究’!"工程概况三道沟煤矿位于陕西省府谷县境内$年产量(’’’万L $矿井主采煤层为;:&D 煤层$煤层厚度;S B!K ;S <;@$平均;S ;@$埋深<<K (H;@$平均埋深为(AH @%!;&’(工作面为;:&D 一盘区首采工作面$采高;S ;@$倾角(MKAM %工作面长度&<;@$推进长度为A (=’@$工作面选用j e (;’’’U ;U =;的液压支架’煤层直接顶为粉砂质泥岩$平均厚度为AS;@$基本顶为砂岩$平均厚度为&(S;@$直接底为砂岩$平均厚度!S’@%通过实验室测定$煤层抗拉强度为&S =&E F +$抗压强度为(<S ;;E F +$普氏系数为(S <=$泊松比为’S &B%在实际回采过程中$煤壁严重片帮$由于煤壁片帮导致工作面梁端距增大$极易造成工作面冒顶事故’#"煤壁片帮机理随着工作面的不断开采$工作面顶板的悬顶长度增大$工作面前方煤体内的应力平衡被打破$在煤体内部产生了较大的集中应力$当集中应力大于煤体抗压强度时$就会发生片帮%A :;&%对于坚硬煤体的工作面$由于煤体本身坚硬$塑性变形能力有限$在顶板压力及煤体自重的作用力9下在水平方向产生了一定的拉应力$而煤体自身变形有限$难以抵消拉应力的释放’当横向拉应力大于煤体抗拉强度时$煤壁发生拉裂破坏$造成煤壁失稳$见图(+#%此时满足式!(#)1!18!(#式中)1"横向拉应力$E F +*18"抗拉强度$E F +%另外$当煤壁横向拉应力大于煤体抗拉强度时$煤壁会发生鼓出式破坏$见图(T #%对于松软煤体来讲$煤体在顶板及自重作用力9下在水平方向产生横向拉应力$由于煤体软弱$能够承受一定的变形$导致横向拉应力能够通过煤体变形得到一定程度释放$最终由于煤体内剪应力大于抗剪强度而发生剪切破坏$见图(3#%由摩尔强度理论可图("煤壁破坏示意图知$煤壁高应力作用下$首先发生剪切破坏$此时满足式!&#)$@+-%$"’!&#式中)$"剪切应力$E F+*$@+-"最大剪切应力$E F+%根据!;&’(工作面现场观测及煤体自身力学参数测定$该工作面煤体属于松软煤体$因此可以推断该工作面煤体破坏主要为剪切破坏$煤壁上部为易片帮区域’理论分析与现场观测吻合’$"注浆加固方案通过对!;&’(工作面煤岩体进行物理力学测定得$该煤体普斯系数为’S!K(S&$顶板属于松软破碎顶板’根据工作面采场力学可知$工作面应力平衡由支架(煤壁(顶板共同组成$当顶板或煤壁发生破坏整个工作面应力平衡打破$煤壁稳定性变差极易发生滑落’传统的锚杆加固煤壁措施抗剪能力差$成本高$为有效控制工作面煤壁片帮$决定采用煤壁预注浆加固的方法来控制煤壁稳定’$&!"注浆技术方案为了保证煤壁的稳定性$根据煤壁片帮原理将注浆方案分为破碎顶板区域和煤壁靠上!距离顶板& @#区域来进行不同程度的注浆’破碎顶板区域主要采用单排挑顶的注浆方式保证工作面顶板的稳定性*煤壁靠上区域!距离顶板&@#主要采用均压注浆方式保证破碎煤体间的黏结性’具体布孔方式见图&%破碎顶板区域由煤壁向顶部打孔$倾角(’M$孔间距A@$孔深B@%煤壁靠上区域垂直于煤壁打孔$孔距顶板(S;@$孔间距A@$根据工作面日推进度= @$并结合注浆凝固时间综合考虑$决定孔深为=@% $&#"注浆材料选择注浆主要材料选用F%Y B&S;硅酸盐水泥$水灰比!’S!K’S<#k($初次凝结时间控制在(;@.,以内$图&"注浆孔的布置图采用该材料的主要原因为成本低$环保$凝固时间长$可以有效对破碎煤体起到凝结作用’$&$"注浆压力注浆压力为煤体注浆过程中重要的技术参数$注浆压力过大$会导致本已破损的煤体破坏更加严重$注浆压力过小又会出现浆液扩散范围减小$凝结效果差起不到加固煤壁的作用’因此$煤壁注浆压力可通过式!A#计算)9;"9’$!A<;#+’S(!A#式中)9;"煤体注浆压力$E F+*9’"煤体内注浆点的静水压力$E F+$取&S;%根据公式工作面注浆压力选取&S!K A E F+% %"现场应用效果分析根据工作面现场观测$对治理煤壁片帮前后$片帮频次和深度进行了对比$见图A和图B%由图A可以看出$通过=’天的观测可知$治理后工作面煤壁片帮频次明显降低$治理前工作面片帮频次最高为A’次$平均每;天发生&=次$治理后片帮频次最高&’次$平均每;天发生(H次’由图B可以看出$治理后工作面煤壁日片帮深度明显改善$治理前最大日片帮深度(A’&@@$治理后降低为H’’@@%由此可以看出$经过治理$工作面煤壁片帮得到了明显改善$为安全生产提供了保障’+;(+&’(!年第!期裴锦龙’注浆加固技术在综采工作面片帮治理中的应用图A"片帮频次统计图’"结"论(#通过对煤壁片帮机理进行分析可知$对于坚硬及松软煤体片帮破坏发生的形式不同$片帮发生的位置靠工作面中上部’&#根据煤壁片帮机理$针对工作面煤壁破碎顶"图B"片帮深度统计图板区域和煤壁靠上区域两部分预注浆对煤壁进行加固’A #根据现场观测可知$注浆后工作面片帮频次和日片帮深度均值较注浆前大幅降低$大采高工作面采用预注浆技术可以有效防治工作面片帮’参"考"文"献%(&"王家臣%极软厚煤层煤壁片帮与防治机理%X &%煤炭学报$&’’H $A&!!#)H!;:H!!%%&&"尹希文$闰少宏$安"宇%大采高综采而煤壁片帮特征分析与应用%X &%采矿与安全工程学报$&’’!$&;!&#)&&&:&&;%%A &"闫少宏$尹希文%大采高综放开采几个理论问题的研究%X &%煤炭学报$&’’!$AA !;#)B!(:B!B%%B &"王传兵$李家卓$李"群$等%深部大采高超长工作面煤壁片帮机理及控制技术%X &%煤矿开采$&’’!$&&!&#);=:=’%%;&"杨胜利$孔德中%大采高煤壁片帮防治柔性加固机理与应用%X &%煤炭学报$&’(;$B’!=#)(A=(:(A=H%())*+,&"+-’-.A 0-#"+’476+’.-0,686’";6,3’-*-4%+’>&’&4686’"-.1#**%>6,3&’+J 6=-&*>+’+’41&,67+91&**-.=-&*?&**5:K B+’*-’4""(92"0&,""6*4O $+^\+7\+22[+22.,1.,!;&’(2+O 14@.,.,1*4.1*L \$O 0.,1[+34$[)+,^+$1$9/$+2E .,4.N N 4O .?$9N $\*.3*O 4N L O +.,N N +[4L 7ZO $^93L .$,%J +N 4^$,L *4+3L 9+23$,^.L .$,N $[L *4\$O 0.,1[+34$L *4@43*+,.N @$[L *4O $+^?\+73$+2?\+22[+22.,1.N +,+27l 4^$+,^L *4@+.,[$O @$[\+22^+@+14.N $TL +.,4^%6*43$+2?\+22.N O 4.,[$O 34^T7L \$Z+O L N ZO 4?1O $9L .,1.,L *43$+2?\+22TO $04,O $$[+O 4++,^L *49ZZ4O Z+O L $[L *43$+2\+22%6*4$,?N .L 4$TN 4O ‘+L .$,N *$\N L *+L L *4$339O O 4,34[O 4b94,37$[L *43$+2?\+22[+22.,1+,^L *4^4ZL *$[L *4^+.27[+22.,1.N 1O 4+L 27O 4^934^3$@Z+O 4^\.L *ZO 4‘.$9N %6*4ZO 4?1O $9L .,1L 43*,$2$17.,2+O 14@.,.,1*4.1*L \$O 0.,1[+343+,4[[43L .‘427ZO 4‘4,L L *43$+2?\+223$22+ZN 4%E 6%F -0$2"Q +O 14@.,.,1*4.1*L [9227@43*+,.l 4^@.,.,1[+34*/$+2\+223$22+ZN 4*V O $9L .,1O 4.,[$O 34@4,L L 43*?,$2$17+=(+山西焦煤科技&’(!年第!期。
注浆加固技术在综采工作面过断层时的应用摘要：断层是煤炭回采时常遇地质构造，采面过断层时易发生顶板冒落、煤壁片帮等事故，从而给煤炭回采安全带来一定威胁。
在采面过断层期间采取适当措施对破碎、不稳定煤岩体进行改造，可为煤炭回采安全创造良好条件。
基于此，本文章对注浆加固技术在综采工作面过断层时的应用进行探讨，以供相关从业人员参考。
关键词：注浆加固技术；综采工作面过断层；应用引言断层是煤矿井下常见的一种地质构造，断层构造区煤岩体原始构造应力明显，区域内煤岩体裂隙高度发育，岩层完整程度差、强度低。
在断层构造影响区域，工作面煤层顶板不连续，围岩稳定性差，煤岩体强度明显降低，且断层本身大多具备导水性。
因此工作面回采和巷道掘进在遇到断层构造时，受断层影响，极易出现煤层片帮、冒顶等安全事故，工作面内也会出现液压支架支撑不稳、倒架压架等现象，极大的限制巷道掘进及工作面的生产效率和安全性，也是制约矿井采掘布局的关键因素之一。
1注浆加固技术的概述注浆加固是通过高压注浆设备将水泥化学浆注入需要加固的地基地层中，地层土壤会与水泥化学浆产生物理化学反应而出现胶结，从而使土层强度提升，达到改善土体结构与性能的目的。
注浆加固技术在我国的研究虽然起步较晚，但是已广泛应用于工程领域中，获得了比较明显的社会效益和经济效益。
但是由于当前注浆工程具备一定隐蔽性特点，加上介质条件比较复杂，使用模拟的方式对其进行研究存在一定难度，因此注浆加固技术理论方面的发展较缓慢。
2我国常见的注浆技术方法2.1渗透注浆法在具体操作过程中需要从基层深处开始操作，最好通过逆行深的方式完成注浆。
渗透注浆的方式较为简单，采取压力助推的方式让浆液在整个地基中渗透，尽管可以让砂砾层裂缝快速吸浆，使浆液迅速地扩散到整个地基层中，但往往会因为压力的变化引发其他安全事故。
2.2劈裂注浆法劈裂注浆法认为在注浆压力作用下，浆液可以克服地层的切应力和抗拉强度，使其沿垂直于小主应力的平面发生劈裂，浆液便沿此劈裂面渗入和挤密地层体，并在其中产生化学加固作用，浆脉形成骨架。
大采高综采工作面过地质异常区的围岩注浆加固技术探讨摘要：通常大采高综采工作面在过地质异常区的时候，经常会受到周围媒岩体松散、破碎等影响，导致工作面产生不良情况，进而失稳。
对此这就需要对其巷道围岩的稳定性加强控制。
对此，本文就将以实际案例对其围岩注浆加固技术的应用进行分析。
关键词：大采高综采工作面；围岩注浆加固技术；地质异常区引言：在煤炭资源的持续性开采之下，其整体开采趋势向着深度开采进发。
对于深部开采条件来说，其地质构造相对比较复杂，地质异常区域广泛存在，因此这就给煤矿的安全生产带来了隐患。
为了将工作面搬移次数降低，提升煤炭资源的回采率，通常都会直接过地质异常区。
此外，在厚煤层的开采之中，通过大采高综采的方式可以有效提升回采率，达到煤炭资源的高效与高产开采。
然而这种情况下，其工作面的矿压显现比较剧烈，且地质异常区周围的还会出现其它情况，对此这就必须要通过注浆加固技术保证其围岩的稳定性。
一、工程概况淮南矿业集团潘三煤矿17102（3）工作面地面标高+19.8～+22.8m，工作面标高-671～-719m，工作面可采走向其长度为1800m，倾斜长190m。
其东部和北部的部分煤层已经相继收作。
回采区域将对地面农田、已搬迁的村庄、道路、高压线路等造成沉陷影响。
该面13-1煤层赋存稳定，总体上呈单斜状，北高南低，煤(岩)层产状180～240°∠2～11°，平均4°。
对其使用无线电坑透探测和实践资料进行分析之后发现，该面出现了6处异常区，因此这就必须要采取相应的加固措施。
本次拟运用顶板超前预注浆加固技术。
二、注浆加固技术在本次加固过程中，重点针对6#异常区进行加固处理，该段属于断层影响和煤厚异常区。
（一）加固对策6#异常区轨顺退尺1653～1763m、运顺退尺1612～1713m，轨运联巷退尺为1720m，在选择加固方案的时候，依照钻孔长度较短、施工便利以及加固范围广的原则，首先在轨运联巷、轨顺、运顺工作面侧帮开展帷幕注浆，以此形成止浆墙，接下来在轨运联巷运用分布递进的方式进行40m、70m、100m的深钻孔，最后对顶板实施超前预注浆加固[1]。
212302综采工作面回撤通道加固顶板注浆安全技术措施安全事关每个家庭的幸福，熟悉安全操作规程，掌握安全技术措施，制定安全计划方案，做好单位安全培训，加强安全知识学习及考试更是预防和杜绝安全事故的重要方式和手段。
您浏览的《212302综采工作面回撤通道加固顶板注浆安全技术措施》正文如下：212302工作面回撤通道设计长度235米，净宽4.0m，净高3.6m，支护方式为锚网＋钢带＋锚索支护。
为防止工作面回采时受矿山压力影响造成回撤通道顶板离层、脱落和煤壁片帮，为了能有效的控制好顶板的完整性，根据现场实际情况，经矿研究，在回撤通道内注射马丽散和在老塘侧肩窝处打锚索对顶板进行超前加固，特制定本安全技术措施。
一、施工方案在工作面回撤通道内，沿回撤通道靠工作面侧肩窝处注马丽散和增设锚索对顶板裂隙进行充填粘结和超前加固。
二、准备工作1、将注射所需材料和设备运到作业地点，管路铺设完好。
2、准备好敲帮问顶的工具。
3、将锚杆钻机和所需材料运至工作地点。
三、劳动组织现场施工负责人：综采一队现场跟班队干注射马丽散由浩珂伟博矿业工程公司技术人员操作施工，综采一队协助，增设锚索由综采一队施工，三班作业，每班10人。
四、施工方法1、距回撤通道上端头往下3米处开始，在与倾向垂直的平面内，沿与走向夹角45ordm;，距肩窝500mm处，朝老塘方向钻孔，眼距为6m，钻眼单排布置，孔径42mm，孔深4.5m，用5m的特制管由下向上进行注射马丽散，原则上要求注射马丽散用量控制在2吨以内；与此同时增补锚索作业人员由上至下在靠近工作面侧肩窝处进行作业，锚索间距为3m。
五、安全技术措施1、施工人员进入工作面前，必须由班长由外到里先检查已施工段顶帮情况，对顶帮进行敲帮问顶，敲帮问顶工作要贯穿在整个作业过程中，防止片帮、离层跨落的煤块、矸石伤人。
⑴、敲帮问顶工作，必须有班长负责找顶，并有一名有经验的老工人配合观察顶板及周围情况，观察顶板的人要站在找顶人的侧后方（3m），并确保后退路线的畅通。
大采高工作面过断层顶板预加固技术研究随着煤矿开采深度的增加，煤矿产量的提高和煤炭市场需求的不断扩大，大采高工作面过断层顶板预加固技术在煤矿生产中扮演着越来越重要的角色。
过断层顶板是一种重要的围岩结构，其稳定性直接影响着煤矿生产的效率和安全。
本文将对大采高工作面过断层顶板预加固技术进行深入研究，从技术原理、工程应用、效果评价等方面进行分析，旨在为大采高工作面的预加固技术提供参考和借鉴。
一、技术原理大采高工作面过断层顶板预加固技术主要是通过对断层附近围岩进行加强支护，以提高围岩的稳定性，减少岩层的失稳和垮落的风险。
其原理是在开采前对断层附近的围岩进行预先加固，以减小断层对顶板稳定性的影响，保证煤层开采的安全和高效。
具体的预加固技术包括但不限于：螺旋钢管注浆加固、锚杆注浆加固、高压注浆灌浆加固、喷射混凝土加固等。
这些技术可以有效地提高围岩的支撑能力和抗压能力，减小断层的影响范围，从而保证大采高工作面的顶板稳定。
二、工程应用大采高工作面过断层顶板预加固技术在煤矿生产中已经得到了广泛的应用。
例如在某煤矿的大采高工作面开采前，对断层附近的围岩进行了螺旋钢管注浆加固，并在断层上方进行了锚索加固，同时采用了预裂爆破技术，最终取得了良好的效果和安全的生产。
在另一煤矿，采用了高压注浆灌浆加固，加固效果显著，大大提高了工作面的稳定性和安全性。
大采高工作面过断层顶板预加固技术也可以结合地质雷达、岩石应力检测等现代化技术手段进行支撑设计和加固方案的优化，实现精准施工和精准管理，提高技术的有效性和可靠性。
三、效果评价大采高工作面过断层顶板预加固技术的效果评价主要体现在以下几个方面：2.安全保障。
预加固技术的应用可以有效地提高工作面的安全性，减少事故的发生，保障施工作业人员的安全。
3.工作效率提高。
通过对断层附近围岩的加固，可以减少因岩层失稳而导致的生产中断，提高采煤效率，降低生产成本。
4.环保效益。
预加固技术的应用可以减少岩层的垮落和积灰，减轻对环境的影响，提高矿井的环境保护水平。
