注浆加固技术在综采工作面过断层时的应用

预注浆技术在综放工作面断层及松软底板加固中的应用黄燕波【摘要】同煤大唐塔山煤矿8110综放工作面通过断层破碎带时,对煤层底板采用超前预注浆技术加固,使得断层附近的煤层及底板破碎区完整性和承载力得到提高,杜绝了刮板输送机及液压支架的扎底下陷,保证了回采工作的顺利推进,实现了底板预加固目标.【期刊名称】《建井技术》【年(卷),期】2017(038)006【总页数】4页(P30-32,51)【关键词】综放工作面;断层破碎带;煤层底板;预注浆【作者】黄燕波【作者单位】同煤大唐塔山煤矿有限公司 ,山西大同 037001【正文语种】中文【中图分类】TD265.4+8综采工作面过断层带时，往往会出现冒顶、片帮现象，影响煤矿安全生产。

随着煤矿综采技术的普及及支架重量的加大，软岩底板和断层破碎带区域底煤逐渐不能承受重型设备重量，造成设备下陷，严重影响回采工作的开展。

作为底板加固重要举措之一的预注浆技术，可有效提高底板整体承载力，防止支架陷底现象发生[1-3]。

1 工程概况同煤大唐塔山煤矿位于山西省大同市南郊，设计生产能力15 Mt/a；井田断层共有75条，多为正断层。

8110综放工作面位于一盘区中部，工作面中部至尾部对应上覆侏罗系14号煤层古窑采空区。

工作面倾斜长度207 m，煤层厚度7.14～19.34 m，平均14.70 m。

煤层倾角1～3°，f=2.7～3.7。

煤层含夹矸7～13层，平均厚度1.67 m，岩性为炭质泥岩和高岭岩。

8110工作面在回采初期，即已发现有2条断层，断层落差分别为7.1和5.4 m。

由于这2条断层的存在，使得在工作面中间煤层底板形成了最宽达70 m，呈逐步变窄的煤层陷落破碎区域，导致此区域煤层下陷有2 m左右，且松软破碎，严重影响刮板输送机及液压支架的推进。

前期已出现过支架陷底现象，导致支架不接顶、空顶、冒顶现象发生，回采工作不能正常进行；且随着工作面继续推进，后期下陷破碎区域会继续严重影响安全生产，需要及时进行加固治理。

煤矿井下过断层注浆加固技术应用研究摘要：断层是煤矿井下常见的地质构造，由于断层的存在，容易导致工作面底板破坏，不利于安全生产，因此在煤矿井下开采过程中对断层进行处理显得尤为重要。

目前对于断层的处理方法主要是注浆加固。

本文通过分析断层的位置、类型和产状，利用注浆技术对断层破碎带进行加固处理，提高煤岩体的强度，使断层破碎带围岩破碎程度减小，减少工作面底板破坏，保障工作面安全开采，提高煤矿资源回收率。

同时也为类似地质条件下的工程提供参考和借鉴。

关键词：煤矿；断层；注浆加固技术引言注浆加固法是指在不开挖巷道、不破坏围岩结构的前提下，利用水泥浆液将围岩裂隙填充、固结，达到提高围岩强度、改善围岩应力分布状态等目的的一种有效加固技术。

随着我国经济的发展，人们对煤炭资源的需求量也不断增加，在煤矿开采过程中，由于煤层赋存条件差、地质构造复杂、巷道布置不合理等原因，经常会出现煤层揭露断层破碎带的情况，煤层容易沿破碎带发生破碎冒顶，进而导致顶板垮落和冒顶，严重威胁到煤矿的安全生产。

由此将注浆加固技术应用于实践中将能够有效保障煤矿生产的安全性。

一、注浆方式选择在对井下注浆加固进行研究时，可以选择渐进注浆方式，确保进行两次一级注管，并维持30 min以上10 MPa的测试压力。

此外，为了在进行耐压试验前完成第二次套管的下入，也必须在30分钟以上维持10 MPa的测试压力。

试压结束后，则可以开展钻孔注浆工作，同时需要使用连续注水法，如果单孔注水量超过150 t计量的极限，也可以使用间歇注水法，但要注意在注水期内，要及时清理注浆管道。

对于注浆孔孔底到断层之间的距离，如果距离小于4m，则需要进行孔底段的钻孔注浆；如果距离大于4m，则需要采取两个相邻孔同时注浆的方式。

当注浆过程中遇到断层破碎带时，不能盲目使用连续注水方式，必须采用间歇注浆方式。

如果出现注入浆液过少或漏注、止浆圈破裂等问题时，应采取分段注浆法对裂隙进行注浆加固。

注浆结束后，需要进行压水试验，测试所需压水时间和压水流量是否符合设计要求。

注浆加固技术在掘进过断层带中的应用【摘要】注浆法是目前用于加固围岩的一种广泛采用的方法。

其原理是利用将一定量的某种化学浆液注入围岩中，化学浆液发生化学反应后胶结硬化，将破碎的围岩胶结在一起，提高围岩的完整性和整体性，从而提高围岩的稳定性。

本文中，首先采用马丽散加固材料对围岩进行注浆加固，然后再在冒顶区上方的空顶区注入聚乙烯封堵剂，从而可以有效防止空顶区瓦斯的聚集及煤体的自燃。

通过采取这些加固措施，掘进工作面顺利通过了断层破碎带。

【关键词】掘进；注浆加固；断层带引言潞新集团砂墩子煤矿主采4号煤层，煤层顶底板岩石物理力学性质为：比重2.49～2.76，天然容重2.31～2.58g/cm3，含水率0.26～1.32%，孔隙率3.13～9.77%，饱和状态下单向抗压强度仅个别为30.2～40.5MPa（2组），其余多为 1.8～27.8MPa（18组）＜30Mpa；天然状态下单向抗拉强度0.2～4.3MPa，饱和状态下单轴抗剪强度1.3～11.4Mpa，软化系数仅个别为0.75～0.91（2组），其余多为0.06～0.71＜0.75（18组），岩石质量等级为易软化的较软岩－极软岩，围岩稳固性差。

其围岩多为细粒相，结构面多为层理面，次为局部地段的节理及裂隙顶板多为粉、细、中、粗砂岩，局部地段为砂砾岩。

开采中因渗透性弱，相对持水性强，可能发生块体塌落、顶板局部冒落及掉块现象，严重威胁井下生产人员的人身安全。

N4002掘进工作面在向前施工的过程中,揭露D36断层,断层位于N4002胶带运输顺槽500米处，为正断层，走向北西，倾向203°，倾角65°，断距：7米。

延伸至工作面50米左右,受其影响掘进工作面在断层附近煤岩层破碎、松散,容易冒顶、片帮,矿压明显显现造成支护困难。

为保证巷道顺利向前掘进,保证施工人员安全,决定在冒顶区域进行注浆加固,改善巷道顶板的受力状况,以顺利通过断层带冒顶区。

断层、裂隙、破碎带附近顶板易发生局部冒顶；有垂直或斜交于工作面的断层，断层附近的岩块可能顺断层面下滑而推倒支柱，造成工作面的局部冒顶。

4238综采面过断层注浆加固技术应用摘要：花山煤矿4238综采工作面受到断层影响，煤岩体破碎、煤壁片帮，给回采的顺利进行造成严重影响。

针对严重断层破碎带顶板，采取掘送注浆通道及超前注浆加固的方式，并使用天固加固材料浆液。

结果表明，回采前方破碎煤岩体强度和抗变形能力得到了有效提高，避免了煤壁片帮，控制了顶板冒落，保证了施工安全和综采面顺利通过断层，现场应用取得了很好效果。

对于类似条件下，这种加固方法的使用，具有一定参考意义。

关键词：综采工作面；断层；注浆通道；超前注浆加固我国煤矿地质条件不尽相同，但地质构造几乎在所有矿井都有赋存。

随着近年来开采速度的剧增，恶化的地质条件日益显现、破碎煤体增多，造成矿井开采工作面支护与围岩稳定性控制难度加大，煤岩体大范围破碎，回采时片帮和冒顶严重。

目前控制顶板冒落的主要方法有提高支架初撑力、减少空顶区域、超前支护等等，这些方法对预防工作面冒落起到一定的作用，但遇到断层破碎范围影响较大时，则效果不是太明显。

地质构造作用使得围岩更加破碎，一般的处理方式难以达控制围岩稳定的要求。

本文针对回采工作面过断层的工程实际，采用掘送注浆通道和天固加固材料浆液超前预注浆加固技术，有效的解决了类似地质条件下的综采工作面安全通过断层的问题。

1 注浆加固机理注浆加固材料种类多，常用的有漏必堵、马丽散等。

其作用机理基本相同，即催化剂和树脂材料按照一定的比例混合，通过高压泵的压力，沿着注浆孔在煤岩体破碎区域的裂隙中扩散反应，并形成能够胶结破碎煤岩体的生成物，通过生成物间的相互作用使得松散煤岩体形成一个完整的支撑体，从而加固煤壁和控制顶板冒落。

2 注浆加固材料注浆材料主要是能强有力的粘结破碎煤岩体，加固围岩，有效提高围岩强度。

天固加固材料是一种新型的聚脲酸脂材料，其原材料按1：1比例混合注入破碎煤岩体，随后迅速反应并凝固，生成高分子材料。

此高分子材料具有高韧性和高强度性能，可以起到封堵和加固破碎煤岩体的效果。

第４２卷第１１期能　源　与　环　保Ｖｏｌ．４２　Ｎｏ．１１ ２０２０年１１月ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＮｏｖ．　２０２０　收稿日期：２０２０－０６－０５；责任编辑：陈朋磊 ＤＯＩ：１０．１９３８９／ｊ．ｃｎｋｉ．１００３－０５０６．２０２０．１１．０３６作者简介：王中州（１９８７—），男，河南焦作人，工程师，２００９年毕业于河南理工大学，现从事煤矿安全管理工作。

引用格式：王中州．综放工作面过断层构造带注浆加固技术应用［Ｊ］．能源与环保，２０２０，４２（１１）：１６５ １６９．ＷａｎｇＺｈｏｎｇｚｈｏｕ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｇｒｏｕｔｉｎｇｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｆｕｌｌｙ ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｃａｖｉｎｇｆａｃｅｃｒｏｓｓｉｎｇｆａｕｌｔｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｚｏｎｅ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＥｎ ｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，２０２０，４２（１１）：１６５ １６９．综放工作面过断层构造带注浆加固技术应用王中州（河南能源化工集团焦煤公司宝雨山煤矿，河南伊川　４７１３００）摘要：针对宝雨山煤矿１２１４１工作面过断层构造带回采期间，工作面出现顶煤松散破碎、煤墙片帮严重，工作面支护难度大，顶板维护管理困难等问题，根据煤体注浆加固技术机理，提出超前在工作面上下巷道超前切眼向断层破碎带影响范围内的煤体中施工注浆钻孔，向钻孔内灌注注浆液对煤体进行超前注浆加固的技术方案，同时根据注浆孔的位置、深度、角度等参数的不同，提出了４种注浆孔布置设计方案。

通过对４种方案进行分析比较后，选取了混合布置注浆孔的方式对顶部煤层进行注浆加固，结合现场实际情况，合理了设计注浆孔参数和施工方案。

现场实践和观测结果表明，对破碎的煤体提前进行注浆加固以后，提高了煤岩体的完整性和稳定性，增强了煤岩体的抗拉和抗压强度，提高了煤岩体承压能力，工作面煤墙和顶板得到有效控制，确保了工作面安全正常回采。

注浆加固技术在综采工作面过断层中的应用孟君【摘要】煤岩体化学注浆加固就是利用化学浆液来充填和固结围岩(或煤层)的裂隙面,提高围岩整体性,保持围岩稳定.马兰矿在南五12504工作面过断层期间,通过研究论证,选用了波雷因化学加固材料对破碎煤岩体注浆加固,采用多打眼少注浆的方式,工作面初次加固完成后,在超前加固的前提下进行回采,然后根据现场工作面顶板情况考虑第二次注浆.确保了工作面过断层期间的安全高效生产.【期刊名称】《山西焦煤科技》【年(卷),期】2011(035)008【总页数】4页(P40-42,56)【关键词】波雷因;化学加固材料;注浆;工艺【作者】孟君【作者单位】西山煤电(集团)公司,山西太原 030053【正文语种】中文【中图分类】TD265.4+4利用有机高分子材料进行破碎煤岩加固是国外在20世纪70年代初期发展起来的一项新技术，几十年来，这一技术在世界主要产煤国家得到迅速发展。

我国在20世纪90年代初期开始研究煤岩体化学加固技术，并已经取得较好的经济效益和社会效益。

煤岩体化学注浆加固就是利用化学浆液来充填和固结围岩(或煤层)的裂隙面，提高围岩整体性，充分发挥煤岩体自身承载能力，保持围岩稳定。

目前，对破碎煤岩体的注浆加固按材料分为无机和有机两大类。

无机材料主要以水泥—水玻璃为主，添加各种外加剂(甚至有机添加剂)，是一种水溶颗粒型浆液，结石率高，成本低。

但由于其结石体机械性能差，施工工艺烦琐，主要用于加固质地坚硬、裂隙大且变形量小的围岩体。

对于煤体的加固，由于其凝固时有一定量的水分析出，还会对煤体产生软化，起到相反的作用。

有机材料是溶液型浆液，可以渗透到细小的裂隙中，与各种破碎围岩有较好的亲和力和黏结力，浆液结石体具有良好的机械性能，能满足围岩一定的变形量，施工工艺简单。

1 煤岩体化学注浆加固技术的应用1．1 矿井概况西山煤电股份公司马兰矿是我国“七五”期间建设的国有重点煤矿。

1983年11月20日开工建设，1990年6月27日投产，设计生产能力400万t/年，服务年限107年。

预注浆加固技术在过断层中的应用摘要：煤炭开采作业中有可能因为工作面的某些部位存在过断层问题而导致岩体结构不稳定并引发冒顶片帮等安全生产事故。

本文以淮南矿业集团潘三煤矿1672（1）工作面为例分析如何采用预注浆加固技术来处理此类工程难题。

关键词：预注浆加固技术；过断层；应用引言：煤炭开采作业面上一旦出现断层问题就会导致其周围的前提呈现出破碎和不稳定的特点。

开采过程中的机械设备产生的振动或者其他作用力有可能导致原本片破碎的断层岩体系统失去平衡，进而引发事故。

通过在相应位置进行预注浆加固可以有效地提高断层出的岩体稳定性和强度。

一、项目概况淮南矿业集团潘三煤矿1672（1）工作面位于西三C组煤中部采区，东起西三C组煤中部采区上山，西至潘三-丁集矿井井田边界，北至1662(1)运顺，南至1672(1)运顺瓦斯治理巷。

1672（1）工作面地面标高：+19.9～+25.2，工作面标高：-774～-845，工作面可采走向长1300m，倾斜长205m。

1672(1)工作面11-2煤厚0～2.5m，均厚约1.9m。

该煤矿在项目实施阶段采用无线电波透视的探测技术对工作面的构造进行探测和分析，最终的结果是工作面上存在5个构造异常区域，其中影响比较大的构造有一个，影响比较大的构造单元有7个，影响比较小的构造单元有8个，5个构造影响区域的主要问题是存在断层，对回采作业的影响非常大。

二、技术应用（一）加固方案第一，为了保证本次注浆加固的施工质量满足要求需要在操作过程中遵循钻孔长度短、操作便捷以及加固范围广的原则。

由于5个构造异常区域具有一定的距离，而且周边的地质情况也存在一定的差异，因而需要据此来制定出不同的注浆加固方案，本文以3#异常区域的加固为例来说明预注浆加固技术在实践中的应用方法。

3#异常区顶板采取以下治理方案，首先在运输顺槽工作面侧帮进行帷幕注浆形成止浆墙，然后在运顺采取分步递进方式施工40m深钻孔、60m深钻孔、80m深钻孔、100m深钻孔及120m深钻孔进行顶板超前预注浆加固。

探析急倾斜中厚煤层综采工作面过断层注浆加固的技术应用发布时间：2023-02-06T00:49:03.196Z 来源：《科学与技术》2022年第17期作者：刘治华[导读] 川煤华荣能源绿水洞煤矿3223工作面由于受到断层构造的影响，刘治华四川川煤华荣能源有限责任公司绿水洞煤矿638601摘要：川煤华荣能源绿水洞煤矿3223工作面由于受到断层构造的影响，工作面煤体及顶、底板松软破碎、;承载能力差，回采过程中时常出现冒顶、煤壁片帮和顶板冒落的问题，对安全生产造成了很大的安全威胁。

为了解决这个问题，文章提出了工作面煤体断层破碎带超前加固的技术方案，经过现场的应用效果表明煤体断层破碎带经过注浆以后，整体完整性和稳固性得到了提升，自身的承载能力也得到了较大的增强，工作面回采过程中冒顶或片帮等顶板事故问题，实现了安全回采，为今后的矿井工作面类似的地质构造提供了一定的技术借鉴。

关键词：断层构造带;承载能力;注浆加固一、引言煤矿井下采煤工作面在回采的过程中经常会遇到断层等地质构造的情况。

断层构造带带来的影响会改变煤岩层的机构状态，煤岩体受到挤压会破碎，煤岩体的承载能力下降，造成工作面过断层回采期间煤顶板破碎和顶板冒落的情况时常发生，对工作面的正常推进造成一定的影响。

随着煤矿装备技术的不断提升。

综采面装备也不断发展，其重量也在不断增加，当工作面回采至断层构造带影响范围区域的时候，因为受到断层的影响，周围的煤岩体的承载能力会下降，会造成工作面出塌陷、抽冒问题，严重影响工作的开展。

文章以绿水洞煤矿3223工作面回采过断层为例，提出了对断层破碎带注浆加固的技术方案。

二、工程概况川煤华荣能源绿水洞煤矿3223工作面位于矿井+350m水平，打锣湾背斜西翼井田最南端边界322采区下段，该工作面上部为3222工作面及3221工作面，二者均已回采结束，下部为未开拓的150水平。

工作面上部为660运输大巷及790回风大巷，工作面机巷走向长1206m、风巷走向长1212m，倾斜长65-104m，平均倾斜长102m，平面积76517.9m2，地质储量约532940.3吨，可采储量约506293.3吨。