葫芦素煤矿离层注浆矸石充填浆液制备工艺技术特点

阐述了现有矸石离层注浆充填存在的问题,介绍了葫芦素煤矿离层注浆中采取的改进措施和特点,对矸石浆液的制备工艺、出料矸石粒度的确定、破碎机的选型、球磨机型式和驱动方式的选择、球磨机的检修、设计中应注意的问题进行了有益的探讨,分析了葫芦素煤矿离层注浆矸石充填项目运行后的经济效益和社会效益。

充填浆液的产气测试及对CO传感器监测的影响

针对采空区充填浆液因发生物化反应后产生干扰气体,引起矿用电化学CO传感器误报警的问题,基于浆液的氧化周期、产气特性、反应后成分的X射线衍射(XRD)及充填产生气体对矿用电化学CO传感器的交叉干扰等测试,研究煤矸石、粉煤灰、普通硅酸盐水泥和矿井水以65.5∶4.5∶10∶20比例配置成的充填浆液的产气特性,探究充填产生气体对矿用电化学CO传感器的影响特征。结果表明:采空区充填浆液在物化反应过程中会消耗O 2和CO 2,且会产生H 2、CO和CH 4;其中O 2和CO的体积分数变化与煤矸石氧化有关,CH 4的体积分数变化与煤矸石中甲烷解吸有关,CaO和CO 2的反应会导致CO 2体积分数的降低,粉煤灰中的铝粉在碱性环境中反应会产生H 2,且H 2是造成矿用电化学CO传感器误报警的主要因素,并对矿用电化学CO传感器检测结果呈正交叉干扰。

水泥粉煤灰浆液充填法在采空区公路路基治理中的应用

文中以焦平高速JPXX-2标段采空区实际情况为例,详细介绍了水泥粉煤灰浆液充填法施工工艺,深入探讨了水泥粉煤灰浆液充填法在焦平高速JPXX-2标段采空区治理工程中的应用,以期为类似工程提供参考。

煤层底板加固中浆液充填套管的空间受力特征及其应用

为研究底板加固中浆液充填套管对底板岩层变形影响,以套管为主要研究对象,建立采动作用下浆液充填套管在底板岩层中的力学作用模型,理论分析浆液充填套管的应力分布和作用机制并进行验证。将采空区四周支承压力分区,根据集中力作用下半空间体内应力解,通过角点法积分得到矩形基底三角形分布支承压力角点下的一点应力状态,并运用辅助线法和叠加法得到了采空区下方底板岩层中任一点的空间应力分布。然后,基于浆液充填套管破断形态和抗弯刚度,结合采动作用下底板岩层变形破坏特征及套管布置方式,建立以浆液充填套管为中心的套管与岩层耦合作用力学模型,阐明了弹塑性极限平衡条件下浆液充填套管的空间受力特征及对底板岩层变形影响机制,得到了浆液充填套管在准破坏区界点处的弯矩公式和基于抗弯刚度和许用应力的套管容许最大变形公式。最后,根据工程实例建立数值模型,计算结果表明轴向上套管垂向位移形态以破坏区为界分为2段,破坏区内套管位移较大,套管位移形态阐明套管发生弯曲变形过程。施加套管时监测点位移变形量小于未施加套管时的变形量,且套管长度越大变形量越小,验证了浆液充填套管具有抵抗岩层变形的作用。数值计算结果与理论分析相符,组合浆液充填套管能够提高底板岩层抵抗变形的性能。

注浆充填开采村庄下厚、中厚煤层的可行性

我国中厚以上煤层矿区村庄下压煤量大面广 ,而常规的村庄下采煤技术措施又难以在这些矿区实现 ,根据目前这些矿区开采方法的特点 ,文章提出了利用高浓浆液的采空区注浆充填和离层带注浆两种方法的综合措施实现中厚煤层以上矿区村庄下压煤的无破坏开采 ,并对充填材料、充填工艺及充填效果作了简单的介绍和分析 ,得出了两种方法的综合措施可以实现村庄下压煤无破坏开采的结论。

钻井法凿井井壁壁后充填研究

壁后充填是钻井法凿井砌筑井壁过程中的重要步骤,对维持井筒的稳定具有重要作用。充填浆液的选择、充填方式的选用等对充填效果都有非常大的影响。本文以信湖煤矿中央风井井壁为例,介绍了充填的基本原理和详细的充填步骤,对以后井壁壁后充填具有指导作用。

采空区治理再生骨料浆液物理性能及长期强度特性研究

为解决部分地区采空区充填材料供应不足,以城市建筑固废为原材料,加工成再生骨料,代替部分粉煤灰制成新型充填浆液,测试其物理性能及不同养护条件下强度特性。结果表明:新型充填浆液凝结时间满足注浆要求,随着骨料比例的增加,浆液结石率呈减小趋势、流动度呈增加趋势;当水固比为1∶1.2,再生骨料代替粉煤灰比例在50%以下时,浆液结石率、流动度均良好,当代替比例大于70%时,浆液有离析现象;2组浆液结石体28 d抗压强度都远大于2MPa、90 d长期强度值最小为3.59 MPa、最大值可达7.93 MPa,纯水泥粉煤灰浆液结石体各龄期抗压强度大于其它添加再生骨料的组别;同配比时,结石体短期抗压强度值水下养护大于标准养护。水固比为1∶2和1∶3的高浓度浆液,物理性能良好,长期强度值最大可达15.94 MPa。结合研究结果,分析论述了不同采空条件下浆液配比的优选,并应用于实际采空区充填治理工程。

远场应力作用下底抽巷对底板隔水性能影响及加固技术优化

大水矿区底抽巷施工影响底板岩层隔水性能,增加煤炭开采的危险性并给底板注浆加固技术带来挑战。为此开展了远场应力作用下采动条件下底抽巷对关键岩层隔水性能影响及加固技术优化研究。根据底抽巷的轴向和断面特征,建立远场主地应力作用下底板关键岩层力学作用模型,求解有底抽巷和无底抽巷时底板破坏区下方粉砂岩的变形和弯矩理论解,进而研究底抽巷道条件下浆液充填套管在注浆加固岩层的应用效果,并进行数值验证。首先,根据研究区主要远场地主应力赋存特征得到局部坐标系中粉砂岩Ⅱ承受的应力分量σ′;然后根据弹性矩形薄板单三角级数的Levy解,运用广义简支边和叠加法,得到两邻边自由条件下工作面推采距离与工作面长度比分别为0.50、0.75、1.00、1.50和2.00时底板破坏区下方粉砂岩Ⅱ的变形和弯矩值。结果表明近似弹性条件下粉砂岩Ⅱ在底抽巷交叉点处的位移最大,且大于四边固支条件下同尺寸岩层最大位移;底抽巷影响下粉砂岩Ⅱ固定边承受的最大弯矩值比固支边时高一个数量级,同等条件下底抽巷使得粉砂岩Ⅱ更易发生变形,降低了粉砂岩Ⅱ抵抗变形性能和抗弯刚度。据此提出底板注浆加固工程优化方法,将浆液充填套管进入粉砂岩Ⅲ垂直深度2 m,给粉砂岩Ⅱ自由边增加约束,底板注浆加固工程中浆液充填长套管利用抗弯性能改善粉砂岩Ⅱ边界条件增加其抵抗强度,数值计算结果验证了底板注浆加固工程中浆液充填套管实际作用效果。

某采空区注浆治理检测研究

在采空区注浆后,进行注浆治理检测,通过浆液充填率、波速测试、压水试验、结石体强度、检测注浆等5项指标进行综合分析,针对检测中出现的问题进行分析总结。

黄土和风积砂为骨料的高浓度胶结材料流变特性研究

为保证高浓度浆液顺利输送及掌握其在采空区中的堆积效果,对高浓度胶结充填材料进行流变特性研究。选取水泥和粉煤灰为胶凝材料,风积砂和黄土为骨料,对不同胶凝材料和不同骨料配比下高浓度充填浆液流变特性的影响规律进行研究,得到了各因素关于高浓度充填浆液的剪切应力、表观黏度、屈服应力、塑性黏度,以及触变性之间的关系。结果表明,不同黄土和风积砂掺比下高浓度充填浆液均有一定触变性,且骨料中黄土所占比例越大,触变性越大。高浓度充填浆液的剪切速率与剪应力曲线在剪切速度增加区间和剪切速率减小区间数据均服从宾汉模型关系,且同一剪切速率下随着黄土掺加比例的增加所需剪切应力增加,表观黏度增加。提出用细料(黄土、水泥和粉煤灰)和骨料(砂)质量比来确定浆液对流变特性的影响关系,细料骨料比越大,屈服应力越小,塑性黏度越小,触变性越小,浆液流动性越好。

垮塌煤巷内快速构建阻水墙技术

为解决垮塌巷道中充填骨料堆积半径小,阻水墙初步形成时间长的问题,及其初步形成之后,阻水墙及软弱煤巷,容易受突水点内外压差△p作用而失稳的问题,在充填注浆阶段,首次省去灌入骨料,采用了"水泥单浆液充填注浆技术",及"大井回灌助推阻水墙快速构建技术"。结果表明:水泥单浆液的扩散半径大,阻水墙形成有效连接迅速;大井回灌技术降低了△p增大速率,使其保持在阻水墙及软弱煤巷能够承受的范围内,只用42 d便完成了阻水墙的构建。

富水全强风化花岗岩隧道注浆加固参数研究及其效果评价

全强风化花岗岩强度低、水稳性差,在富水条件下易崩解成流塑体流失,隧道穿越此类地层常面临严重的突水突泥风险,全断面帷幕注浆作为软弱富水地层预加固最为常用的技术方法之一,其注浆参数如注浆量(浆液充填率)、帷幕注浆厚度是决定地层注浆加固效果的关键技术指标。本文以多次发生突水突泥灾害的典型富水风化花岗岩地层隧道为工程依托,采用室内试验、理论分析等研究方法开展帷幕注浆量、注浆厚度研究。室内试验结果表明浆液充填率达到48%以上,注浆加固体强度、渗透性特性改善显著,其中粘聚力较未注浆提高3倍,达到200k Pa以上,内摩擦角提高10倍,达到30°,渗透系数从10~5cm/s量级降至10~8cm/s量级。同时结合理论分析与类似工程,得到注浆加固圈厚度可取5~8m。由此确定隧道帷幕注浆技术方案,并采用检查孔法、P-Q-t曲线法等对其注浆效果进行评价,验证该方案的可行性。