單體面斷層破碎帶頂板注漿加固技術(shù)ppt課件

1、單面子斷層破碎帶頂板單面子斷層破碎帶頂板注漿加固技術(shù)注漿加固技術(shù) 1 前前 言言 平煤集團(tuán)四礦主采煤層為己平煤集團(tuán)四礦主采煤層為己15和己和己16-17兩層煤兩層煤層。己層。己15煤層厚度平均煤層厚度平均2 m，直接頂厚，直接頂厚5 m左右，左右，巖層的層理節(jié)理較為發(fā)育，暴露風(fēng)化后性脆易破巖層的層理節(jié)理較為發(fā)育，暴露風(fēng)化后性脆易破碎，其上的老頂厚碎，其上的老頂厚7 m左右，有明顯的周期來(lái)壓景左右，有明顯的周期來(lái)壓景象。己象。己16-17煤層距己煤層距己15煤層煤層18 m，煤層平均厚度，煤層平均厚度4.8 m，松軟易片幫，平均抗壓強(qiáng)度僅，松軟易片幫，平均抗壓強(qiáng)度僅5.9 MPa，且，且煤層賦存

2、較不穩(wěn)定，傾角和厚度起伏變化較大。煤層賦存較不穩(wěn)定，傾角和厚度起伏變化較大。其上為厚其上為厚16.5 m的砂質(zhì)頁(yè)巖，平均抗壓強(qiáng)度的砂質(zhì)頁(yè)巖，平均抗壓強(qiáng)度16.7 MPa，巖層的層理節(jié)理裂隙發(fā)育，屬松軟破碎頂，巖層的層理節(jié)理裂隙發(fā)育，屬松軟破碎頂板。己組煤層范圍內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造主要為斷層，對(duì)消板。己組煤層范圍內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造主要為斷層，對(duì)消費(fèi)的影響較大。費(fèi)的影響較大。 1 前前 言言 在破碎頂板條件下開(kāi)采，冒頂是任務(wù)面最主要在破碎頂板條件下開(kāi)采，冒頂是任務(wù)面最主要事故之一，發(fā)生較多的是部分冒頂，約占事故之一，發(fā)生較多的是部分冒頂，約占70%。據(jù)平四礦三個(gè)采煤隊(duì)的跟蹤統(tǒng)計(jì)，因冒頂而引起據(jù)平四礦三個(gè)采煤隊(duì)的跟蹤

3、統(tǒng)計(jì)，因冒頂而引起的任務(wù)面的停產(chǎn)時(shí)間占任務(wù)面停采總時(shí)間的比例的任務(wù)面的停產(chǎn)時(shí)間占任務(wù)面停采總時(shí)間的比例最高達(dá)最高達(dá)60.1%，平均為，平均為41.2%。發(fā)生冒頂較多的在。發(fā)生冒頂較多的在端面和端頭，而端面和端頭，而50%左右的冒頂又都發(fā)生在斷層左右的冒頂又都發(fā)生在斷層等地質(zhì)破碎帶。因此預(yù)防任務(wù)面冒頂重點(diǎn)應(yīng)放在等地質(zhì)破碎帶。因此預(yù)防任務(wù)面冒頂重點(diǎn)應(yīng)放在端面和端頭部位以及任務(wù)面遇到斷層等地質(zhì)構(gòu)造端面和端頭部位以及任務(wù)面遇到斷層等地質(zhì)構(gòu)造帶時(shí)。帶時(shí)。 1 前前 言言 目前控制冒頂?shù)拇胧┲饕刑岣咧е鯎瘟?、目前控制冒頂?shù)拇胧┲饕刑岣咧е鯎瘟Αp少梁端距、減少空頂面積、及時(shí)支護(hù)，這些方法減少梁端距

4、、減少空頂面積、及時(shí)支護(hù)，這些方法對(duì)預(yù)防任務(wù)面端面冒頂會(huì)起到一定的作用，但對(duì)于對(duì)預(yù)防任務(wù)面端面冒頂會(huì)起到一定的作用，但對(duì)于防治斷層破碎帶頂板的冒落那么效果不明顯。本文防治斷層破碎帶頂板的冒落那么效果不明顯。本文提出采用頂板注漿加固技術(shù)，提高煤巖體的本身承提出采用頂板注漿加固技術(shù)，提高煤巖體的本身承載才干，預(yù)防斷層破碎帶頂板的冒落。載才干，預(yù)防斷層破碎帶頂板的冒落。2 注漿加固資料性能分析注漿加固資料性能分析 對(duì)加固資料的性能應(yīng)有以下根本要求：對(duì)加固資料的性能應(yīng)有以下根本要求：1具有較高的早期和中期強(qiáng)度具有較高的早期和中期強(qiáng)度(7d之內(nèi)之內(nèi))，后期強(qiáng)度，后期強(qiáng)度穩(wěn)定。以順應(yīng)在任務(wù)面推進(jìn)較快的情況

5、下，有較高穩(wěn)定。以順應(yīng)在任務(wù)面推進(jìn)較快的情況下，有較高的頂板固結(jié)體強(qiáng)度，較快地到達(dá)控制頂板的目的。的頂板固結(jié)體強(qiáng)度，較快地到達(dá)控制頂板的目的。2初凝時(shí)間可調(diào)，漿液濃度和結(jié)石體強(qiáng)度可控，結(jié)初凝時(shí)間可調(diào)，漿液濃度和結(jié)石體強(qiáng)度可控，結(jié)石率高，結(jié)石體不收縮。石率高，結(jié)石體不收縮。3滿足注漿工藝要求，可注性浸透性好，使?jié){滿足注漿工藝要求，可注性浸透性好，使?jié){液能浸透到較小的裂痕中。液能浸透到較小的裂痕中。 4本錢(qián)低，來(lái)源廣，無(wú)毒、無(wú)害，符合環(huán)保要求，本錢(qián)低，來(lái)源廣，無(wú)毒、無(wú)害，符合環(huán)保要求，有較好的投入產(chǎn)出效益。有較好的投入產(chǎn)出效益。 2 2 注漿加固資料性能分析注漿加固資料性能分析 序號(hào)序號(hào) 水灰比水

6、灰比（重量比）（重量比）（W/C） 凝結(jié)時(shí)間凝結(jié)時(shí)間 / min 抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度 / MPa 膠凝膠凝 初凝初凝終凝終凝1 h 2 h 4 h 24 h 3 d 7 d 12345 6 1.9 12.05 12.25 12.5 12.7 1 3.0 1 5 810121719 20 2729415866 75 1.04 2.05 4.283.753.022.421.94 1.53 6.395.594.614.143.46 2.74 4.67 8.247.325.595.154.31 3.39 3 3 注漿加固工藝及參數(shù)注漿加固工藝及參數(shù) 3.1 注漿加固設(shè)備注漿加固設(shè)備 動(dòng)力系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng) Y

7、ZB63.2.32液壓壓注泵液壓壓注泵制漿系統(tǒng)制漿系統(tǒng) 防爆電動(dòng)攪拌機(jī)防爆電動(dòng)攪拌機(jī)液壓保送系統(tǒng)液壓保送系統(tǒng) 輸漿管輸漿管 混合器混合器 封孔器封孔器 截止閥截止閥輸助設(shè)備輸助設(shè)備 鉆機(jī)鉆機(jī)3 3 注漿加固工藝及參數(shù)注漿加固工藝及參數(shù) 3.2 注漿加固工藝注漿加固工藝 3 3 注漿加固工藝及參數(shù)注漿加固工藝及參數(shù) 3.2 注漿加固工藝注漿加固工藝注漿工藝設(shè)備配置注漿工藝設(shè)備配置1-主配料攪拌容器；主配料攪拌容器；2-吸漿管；吸漿管；3-雙液壓注泵；雙液壓注泵；4-排漿管；排漿管；5-漿液混合器；漿液混合器；6-截止截止閥；閥；7-注漿導(dǎo)管；注漿導(dǎo)管；8-封孔漿體；封孔漿體；9-煤巖體；煤巖體；

8、10-注漿孔注漿孔 3 3 注漿加固工藝及參數(shù)注漿加固工藝及參數(shù) 3.3 注漿加固參數(shù)注漿加固參數(shù) 包括：注漿孔的幾何參數(shù)包括：注漿孔的幾何參數(shù) 浸透半徑浸透半徑 封孔長(zhǎng)度封孔長(zhǎng)度 注漿壓力注漿壓力 注漿量注漿量 注漿孔的幾何參數(shù)注漿孔的幾何參數(shù) 包括孔長(zhǎng)、孔口位置、方位，確定的原那么為在保證包括孔長(zhǎng)、孔口位置、方位，確定的原那么為在保證易于鉆孔和到達(dá)良好注固效果的情況下孔長(zhǎng)盡能夠地短。易于鉆孔和到達(dá)良好注固效果的情況下孔長(zhǎng)盡能夠地短。 3 3 注漿加固工藝及參數(shù)注漿加固工藝及參數(shù)注漿孔幾何參數(shù)注漿孔幾何參數(shù) 3 3 注漿加固工藝及參數(shù)注漿加固工藝及參數(shù)1(1/tg1/tg )lH0(0.5

9、)/sinlh 0arctg(0.5 )/hl220121 22cosllll l 4 4 注漿加固現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例注漿加固現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例 平四礦己平四礦己16-17-21160任務(wù)面在開(kāi)采過(guò)程中遇到任務(wù)面在開(kāi)采過(guò)程中遇到一條斜交于任務(wù)面下部的逆斷層一條斜交于任務(wù)面下部的逆斷層F0，斷層落差，斷層落差1.6 m，斷層面傾角，斷層面傾角63。任務(wù)面揭露斷層后，。任務(wù)面揭露斷層后，由于斷層交面處的煤巖破碎，片幫、冒頂嚴(yán)重。由于斷層交面處的煤巖破碎，片幫、冒頂嚴(yán)重。任務(wù)面日推進(jìn)度平均任務(wù)面日推進(jìn)度平均0.5 m，幾乎每天都在處置，幾乎每天都在處置斷層處的冒頂問(wèn)題。冒頂高度在斷層處的冒頂問(wèn)題。冒頂高度在1.52.5

10、 m，片幫，片幫深度最深達(dá)深度最深達(dá)1.5 m，嚴(yán)重影響了任務(wù)面的正常消，嚴(yán)重影響了任務(wù)面的正常消費(fèi)，因此在消費(fèi)過(guò)程中采取注漿加固的方法固結(jié)費(fèi)，因此在消費(fèi)過(guò)程中采取注漿加固的方法固結(jié)破碎頂板。破碎頂板。4 4 注漿加固現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例注漿加固現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例任務(wù)面過(guò)斷層冒頂片幫表示圖任務(wù)面過(guò)斷層冒頂片幫表示圖A-易冒頂區(qū)；易冒頂區(qū)；B-煤層易片幫區(qū)煤層易片幫區(qū) 4 4 注漿加固現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例注漿加固現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例l 根據(jù)前面對(duì)注漿加固參數(shù)的分析，確定孔口位根據(jù)前面對(duì)注漿加固參數(shù)的分析，確定孔口位置在任務(wù)面揭露處置在任務(wù)面揭露處3.0 m，距頂板，距頂板1.0 m，鉆孔斜，鉆孔斜向斷層交面線，仰角向斷層交面線，仰角30，孔深，孔深5 m。封孔長(zhǎng)度。封孔長(zhǎng)度2.0 m，漿液配比，漿液配比2.25 1，注漿反壓，注漿反壓2.2 MPa。計(jì)。計(jì)算浸透半徑算浸透半徑2.83 m，實(shí)測(cè)，實(shí)測(cè)3.1 m，應(yīng)選擇孔間距，應(yīng)選擇孔間距3.0 m。每孔計(jì)算注漿量。每孔計(jì)算注漿量492 kg，實(shí)踐，實(shí)踐610 kg。在。在注漿過(guò)程中有少許漿液沿?cái)鄬用媛┏?。注漿過(guò)程中有少許漿液沿?cái)鄬用媛┏觥?5 5 注漿加固效果分析注漿加固效果分析 l(1) 改善任務(wù)環(huán)境，根本杜絕冒頂事故，添加采改善任務(wù)環(huán)境，根本杜絕冒頂事故，添加采煤任務(wù)面的平安可靠性。煤任務(wù)面的平安可靠性