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注浆加固技术在沿空掘巷小煤柱的研究与应用摘要：近年来,我国对煤矿的需求不断增加,煤矿开采越来越多.为提高煤炭资源回收率,部分煤矿使用沿空掘巷小煤柱布置工作面,但小煤柱在工作面回采过程中受到顶板来压和巷帮压力作用,小煤柱变形越来越严重,不利于工作面正常安全生产,因此本文首先分析固化支护原则,其次探讨沿空掘巷护巷煤柱注浆加固技术,最后就注浆加固支护效果检验进行研究,以供参考.关键词：沿空掘巷;窄煤柱;注浆加固引言沿空掘巷的巷道受到采动以及支撑压力等因素的影响，其围岩的裂隙发育、部分区域松散破碎、矿压表现突出，使得采空区的煤柱经常发生片帮，有时还会导致底板变形量大等现象，这些现象对回采过程中的安全性有极大的影响，并且使得维修巷道的成本增加，沿空掘巷中，小煤柱的稳定性对整个巷道的稳定性具有直接影响，本文采用注浆的方法对其进行加固，可以有效解决这一过程中巷道围岩发生变形或者破坏的难题。
1固化支护原则(1)保证巷道加固后保持巷道稳定，并使巷道的变形量确保在设计允许范围内，从支护方案及支护机理上，要着眼于喷浆封闭软弱岩煤体锚杆锚注联合支护，以提高围岩自身承载能力，实现强韧性封层、稳压注浆胶结主动支护、保证支护结构稳定的原则。
(2)要充分考虑到受强膨胀围岩来压快、变形量大和破碎极其严重的特点，采用支护重点在于对弱结构岩层和极软弱煤层造成巷道顶板两帮破坏的严重地段，进行放顶和扩帮，进行补锚补喷进行注浆固结围岩。
(3)施工过程中严格把控施工技术与安全生产的相互衔接、相互协调和相互促进，以安全为先，技术把关，达到巷道施工安全，后期巷道支护稳定、使用寿命增长、服务于矿井安全生产的原则。
2沿空掘巷护巷煤柱注浆加固技术2.1监测煤柱内部的应力注浆效果检验是通过围岩应力计来比较确定的，在煤柱上打孔分别测量已注浆和未注浆的煤柱内应力变化。
可以得出已注浆的煤柱孔内应力大于未注浆的煤柱，这一结果表明进行注浆加固可以连接破碎的煤岩，使其称为整体，增强其强度和承载力，同时也提高了其稳定性，更好的对围岩进行了控制。
ICS73-010D 09 DB13 河北省地方标准DB13/T 2528.3—2017煤矿水害防治第3部分：底板注浆加固2017–05-17发布2017-08-01实施前言本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
DB13/T 2528-2017《煤矿水害防治》分为以下几个部分:——第1部分：顶板水害防治；——第2部分：底板构造探查治理；——第3部分：底板注浆加固；——第4部分：地面区域治理；——第5部分：老空水害防治。
本标准为DB13/T 2528-2017的第3部分。
本标准由河北煤矿安全监察局提出。
本标准起草单位：河北煤矿安全监察局、冀中能源集团有限责任公司、冀中能源股份有限公司葛泉矿。
本标准主要起草人：周德昶、韩堂惠、耿俊红、葛文占、刘芳亮、赵庆彪、高春芳、杜丙申、王玺瑞、白兰永、徐玉增、邸进永、张书坤、李建虎、刘飞虎、吕兴立、李军朝、刘会盼、孙建伟、尹立星。
煤矿水害防治第3部分：底板注浆加固1 范围本标准规定了底板注浆加固工作及其矿井防治水基础工作的相关要求。
本标准适用于开采煤层受底板承压强含水层威胁、隔水层厚度较薄，需要进行底板全面注浆改造加固的矿井。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 15663 煤矿科技术语第1部分:煤炭地质与勘查GB 50451 煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范GB 51070-2014 煤炭矿井防治水设计规范3 术语和定义GB/T 15663界定的术语和定义适用于本文件。
4 防治水基础工作4.1 防治水机构与队伍4.1.1 专门防治水机构设立专门防治水机构，配备不少于5名防治水专业技术人员，至少有2人取得中级以上专业技术职称。
4.1.2 防治水机构职责a)编制矿井防治水中长期规划、年度计划及“一矿一策”、“一面一策”水害防治措施；b)编制防治水物探、钻探工程方案设计、防治水专项设计及防治水技术安全措施，并按照上一级公司的审查意见组织实施防治水工程；c)编制水文地质情况分析报告；d)修订矿井水文地质类型划分报告；e)编制、实施水害应急预案；f)负责矿井水文地质资料的收集、整理、分析、归档和编图工作；g)负责矿井水情、水害预报、水患排查及各种临时预报工作；h)负责矿井水文动态观测工作；i)检查、监督、指导日常防治水技术工作等。
注浆加固方案范文注浆加固是一种常见的加固结构的方法，它通过在结构中注入高强度材料来提高其承载力和抗震性能。
本文将介绍注浆加固方案的原理、材料选择、施工工艺和效果评估等内容。
一、注浆加固的原理注浆加固原理是通过在结构的裂缝、空洞和松动部位注入高强度的注浆材料，填充空隙并与周围材料形成紧密结合，提高结构的整体承载能力和抗震性能。
注浆材料具有较高的粘度和流动性，能够渗透到较细微的裂缝中，填充裂缝并加固结构。
二、注浆材料的选择1.水泥基注浆材料：常用的包括硅酸盐水泥和快速凝固水泥。
硅酸盐水泥具有较高的抗压强度和粘结能力，适用于较大裂缝的修补加固。
快速凝固水泥具有较好的流动性和快速硬化的特点，适用于较小裂缝的填充加固。
2.流浆材料：主要有有机硅、聚氨酯和丙烯酸等。
有机硅具有良好的粘结性和弹性，适用于细小裂缝的注浆加固。
聚氨酯和丙烯酸具有较强的流动性和迅速硬化的特点，适用于较大空洞或松动部位的填充加固。
三、注浆加固的施工工艺1.结构检测：首先对结构进行全面的检测，包括裂缝的宽度和深度、空洞和松动的程度等。
根据检测结果确定注浆加固的具体位置和工艺。
2.准备工作：清理加固部位的表面污物和松散物，确保注浆材料能够与结构表面形成良好的粘结。
3.注浆施工：根据结构的具体情况选择合适的注浆设备和工艺。
将注浆材料注入注浆管道或注浆承压针筒中，再通过压力将材料注入结构内部。
注浆应从低处开始，逐渐向上注浆，确保空隙被充分填充，并及时处理出现的气泡。
4.等待硬化：注浆材料根据不同的类型和厚度需要一定的时间进行硬化。
在硬化过程中需要保持结构的稳定和防止外力干扰。
5.结果评估：硬化完成后对加固效果进行评估，包括检测结构的抗压强度、裂缝的变形情况和结构的整体稳定性等。
四、注浆加固的效果评估注浆加固的效果评估主要从以下几个方面进行：1.抗压强度：使用适当的检测方法对加固结构的抗压强度进行测试，与加固前的抗压强度进行对比。
如果加固后的抗压强度有较大提高，则说明注浆加固效果良好。
底板注浆加固方法文献综述
【摘要】在目前煤炭开采中，带压开采已经成为影响矿井安全生产的主要问题，而底板注浆加固是目前解决该问题的有效措施。
本文通过对国内外有关底板注浆加固的文献分析，总结并分析了目前底板注浆加固的主要方法，以期为国内该领域的理论研究与实践发展提供借鉴。
【关键词】煤矿；底板注浆加固；文献综述
国外注浆技术的发展自1802年至今已有二百余年的历史，经过多年摸索、实践，技术已经比较成熟。
而注浆技术在我国起步较晚，但由于目前矿井开采深度逐步加深，煤层底板注浆加固已成为一项重要的工作内容，因此技术方法发展迅猛，注浆工艺和注浆设备不断革新，先进的注浆方法先后出现；逐步形成比较系统的理论和工艺。
下面，就简要介绍一下底板注浆加固的基本原理及主要的技术方法以及底板注浆加固的发展方向。
一、底板注浆加固原理
底板注浆加固目前是解决煤矿开采时异常区底板突水的有效措施，其原理是依据地质条件，经过计算，在回采工作面的下部承压含水层施工一定量的注浆钻孔，再向承压含水层注入注浆所用的混合浆液，让其填满下部承压含水层中的裂隙。
这样首先可以使用浆液替换一部分含水层中的水，降低承压含水层的富水性，同时凝结的浆液可以迅速使含水层和隔水顶底板固定在一起，使煤层底板得到加固，并且使原来的承压含水层变成弱含水层，从而降低底板突
水的风险，达到安全生产的目的。
二、按工程施工的位置不同划分底板注浆加固方法
按工程施工的位置不同，底板注浆加固分为地面预注浆、工作面预注浆，两者各有优缺点。
地面预注浆优点在于其在地面制浆，效率高，施工安全，工作空间比较大；缺点在于钻进工作量大，重复劳动较多，当注浆孔深度较大时，钻孔偏斜率较大，影响注浆效果。
而工作面预注浆优点在于钻进深度小，节省时间，容易控制孔斜，工艺简单，节省工时，钻孔直径小，孔数多，止水效果好，可直观了解注浆效果；缺点在于有高压水时，施工较危险，施工空间狭小，不利于大型机械应用。
考虑到成本以及施工效果等因素，目前国内多采用工作面预注浆进行煤矿底板注浆加固。
三、按具体的实施方法不同划分底板注浆加固方法
目前矿井底板注浆加固的具体实施方法主要包括压力注浆法、高压旋喷注浆法、爆破注浆技术、综合注浆法。
1、压力注浆法
使用压力注浆法可以提高底板的防渗性能，从而减少底板的渗流量，降低含水层的空隙压力，从而达到加固煤层底板，提高底板力学强度，防止底板突水的目的。
压力注浆法可以应用在煤矿的方法具体分为两种，分别是劈裂注浆和渗入注浆。
（1）劈裂注浆
劈裂注浆方法的原理是在大压力的灌浆泵作用下，浆液压力大
于底板的应力和抗压轻度，破坏岩土体结构，扩大地层中已有的裂隙或孔隙，并使浆液填充进去，从而扩大浆液的扩散范围，达到加固工作面底板的目的。
（2）渗入注浆
渗入注浆的原理与劈裂注浆稍有不同，它的注浆压力没有劈裂注浆大，渗入注浆是在不破坏底板结构的情况下，在一定压力作用下，是浆液渗入到底板的孔隙和裂隙中去，使之充满浆液，并在一定程度上对四周的地层结构产生一定的压密作用，是底板注浆区域凝结成为一个整体，从而提高底板的强度，降低其透水性，减少底板突水事故的发生概率。
2、高压旋喷注浆法
高压旋喷注浆法的原理是利用高压水流和高压空气射流切割破坏地层，利用反循环空气排出废渣，再使用高压注浆泵将浆液注入地下切割破坏的空间内，从而达到置换地层、改良加固底板，防止底板突水的目的。
高压旋喷注浆法主要可以分为两大类，旋喷桩法和喷射注浆法。
这两种方法均可有效加固底板，降低底板透水性，保障安全生产。
两种注浆法的共同特点是：其钻头都转悠特殊喷嘴，工作时钻头钻进到预定位置后，钻杆向上提升或向下钻进，同时喷嘴同步进行旋转，利用高压水流或者高压气流切削、破坏地层，同时靠气流升力排出泥渣，然后通过高压泵经喷嘴将注浆液喷射进切削出的空间内，填充空洞。
或者直接用注浆液当做射流，切割搅拌地层并形
成凝固体，从而改良底板。
高压旋喷注浆法优点在于施工速度快，成本低，使用范围广，要缺点在于它在地下形成的是凝固桩，在桩体直径上不会太大，这点制约了这种方法在煤矿的使用，但其在房屋建设方面优势比较明显，特别是现在施工监测系统的使用，使高压旋喷注浆法更加完善，并将得到更广泛的应用。
3、爆破注浆技术
爆破注浆法是由两家美国公司联合试验成功的，1972年获取专利权。
目前该技术在多个国家生产实践中中得到应用。
爆破注浆法的原理是在预注浆区按设计钻孔，然后在孔中布置带有凹槽的定向爆破装置，通过爆破预裂使岩层中产生线性聚能效应而形成裂隙网，最后注入混合浆液以形成隔水帷幕，提高堵水效果。
爆破注浆方法适用于存在孔隙和裂隙，但是它们之间沟通不太好的含水层。
使用这种方法的岩层强度要足够（>200×105pa），并且还要有一定的脆性，以便于传递振动波并形成足够密集的人工裂隙网，正是由于人工裂隙网的形成，故而可以减少注浆孔的数量，这也是这种方法的一大优点。
另外，这种方法使用范围还是比较广泛的，当地质条件合适时，在竖井、斜、平巷都可以使用爆破注浆施工。
施工顺序是从上往下逐段逐孔进行。
4、综合注浆法
综合注浆法自60年代发明至今，经过多年实践改良，已经比较
完善，并在矿井建设中发挥了很大的作用。
经过多年发展，综合注浆法已经形成一整套科学合理的实施步骤，主要包括以下几步：
（1）整理并收集工作区域含水层孔隙、裂隙等参数以及当地已有的地质资料；
（2）根据地质资料计算出每个含水层所需隔水帷幕的尺寸、所需施工的注浆孔数量、注浆孔的位置以及各个注浆孔浆液扩散范围，根据计算结果得到注浆工程设计，并得到所需的注浆量；
（3）在工作区域进行水动力试验，并根据得到的水动力试验资料修正注浆工程施工方案；
（4）使用专用设备，通过定向倾斜钻孔向含水层注浆，同时可进行井筒装备；
（5）进行孔中动水试验，根据含水层渗透系数的变化，检查注浆堵水的质量，判断注浆效果。
经过几十年的应用和改进，综合注浆法有了很大的发展，综合起来有以下几个优点；
（1）堵水效果好，在矿井施工中使用该方法，可有效封堵高压地下涌水；
（2）由于有科学合理的施工工序，注浆方式一般采用上行压入式，大段高、大泵量、高压力一次完成一个孔段的注浆工作，所以该方法施工工期短，预算比较低；
（3）注浆材料性价比高，经过多年实践应用，最终选取了高效
廉价的枯土水泥浆注浆，该浆液流动性和可注性好，凝固后基本不析水，抗渗能力强，工程造价低，性价比很高；
（4）施工前对钻孔进行一系列测井试验、分析，为注浆设计与施工提供依据，使注浆施工有的放矢，科学性较强。
四、结语
上述内容概括介绍了底板注浆加固的主要技术和方法的分类及主要优缺点，从这些方法的比较来看，在工作面预注浆时采用综合注浆法进行底板加固，无论在成本上还是在技术、地板加固效果上都有比较大的优势，因此，近些年综合注浆法在煤矿应用十分广泛。
相信广大技术人员只要加大对综合注浆法的研究，必将推动我国底板注浆行业的更快发展。
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