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对邻近废弃矿井采空区CO气体的防治技术

发布时间:2020-06-14 10:58
【摘要】:分析了与辛安煤矿1402辅运顺槽相邻近并已经废弃的原下漫沟煤矿采空区(火区)的安全隐患,为防止原下漫沟煤矿采空区(火区)CO气体经由采动裂隙涌入1402工作面而影响安全回采,通过实施注浆封堵固化保护煤柱的裂隙技术,不但封堵了保护煤柱的煤体裂隙,并且实现了固化煤(岩)体的作用。从而收到了有效防止原下漫沟煤矿采空区(火区)CO等有毒有害气体涌入1402工作面的理想效果。
【图文】:

平面图,煤矿采空区,工作面,平面图


图11402工作面与原下漫沟煤矿采空区平面图面采动压力的影响范围,决定在当1402回采工作面辅运顺槽推进到距5#钻场60m位置时,开始对1402回采工作面辅运顺槽5#钻场前后各50m范围的采空区(火区)煤柱进行注浆封堵加固,其目的是通过注浆封堵保安煤柱的煤体裂隙,并可达到固化煤体的作用,从而减小采动裂隙对保安煤柱破坏,实现有效防止裂隙渗透CO等有毒有害气体的效果[5-9]。注浆钻孔布置方式如下:注浆钻孔在同一垂直面布置3个孔,第1个注浆孔在煤柱侧巷道肩窝处,仰角50°,孔深7m;第2个注浆孔布置在距巷道顶部向下1m处,仰角30°,孔深6m;第3个注浆孔布置在距巷道顶部向下2m处,仰角10°,孔深5m。沿巷道走向每排钻孔间距为4m,共布置25排。2.2注浆封堵加固技术效果1)浆液固结体的网络骨架作用。浆液经挤压或渗透到围岩纵横交错的裂隙中固结后,会在围岩中形成网络骨架结构。浆液固结体呈薄厚不一的片状或条状,几乎可相互连通形成网络骨架,美固MP364化学材料和煤体的固结体具有良好的韧性和粘结性,当外载荷增加时,固化材料发生变形但不会被破坏,载荷主要由强度较高的煤岩体承担,这样围岩的破坏条件由原来的裂隙弱面强度条件向接近煤体强度条件转化。当煤体应力超过煤体强度发生较大变形时,固结材料的网络以其良好的韧性和黏结强度起到骨架作用,提高围岩的残余强度,限制围岩破坏的扩展,从而改善维护状况。2)充填压密及转变围岩破坏机制。浆液在泵压的作用下,除了将一些较大的裂隙充填满,还可以将一些充填不到的微观裂隙压缩,直至使其闭合,提高围岩的弹性模量和强度。经过注浆固化后,裂隙内充满固结材料,加上固结材料对裂隙面的粘结作用,使裂隙端部的应力集中大大削弱或消失,从而使围岩的?

布置图,封孔器,布置图


图2封孔器布置图2.3.3注浆机理1)本次1402工作面辅运顺槽煤壁注浆所采用的MP364化学注浆材料为牛顿流体,其主要特点是多为层流(雷诺数Re≤10),流变曲线是比较简单的直线。而其他浆液如具有固相颗粒的非均匀流体(泥浆、水泥浆)则属于宾汉姆流体。2)黏度。美固MP364是一种硅酸盐树脂,其浆液的黏度在凝胶之前是随时间变化而变化,随时间的推移黏度逐渐增加。3)浆液流态。在1402工作面辅运顺槽煤壁、顶板注浆封堵裂隙过程中更多关注的是浆液的注入而非劈裂,因此层流状态是最合理的状态,可以充分保证注浆压入的稳定性,并可以避免材料的浪费。2.3.4压密注浆封堵加固机理压密注浆是用快凝浆液或稠的惰性浆液,通过钻孔预埋的注浆管或楔入地层的花管,在注浆压力驱使下强行挤入软塑或塑性岩体,聚集成浆包。在注浆过程中并以注浆点为中心形成近于球形的压力场,推移周围岩体,产生变形、相互挤压,随着注浆量增多,充填范围逐渐扩大,而压力场范围也扩大。待注入的浆液固结后,产生位移变形的岩体不能还原恢复原位,而始终处于压密状态。通过合理布设钻孔,根据工程需求选择相应的注浆材料,采用可行的工艺方法,有效控制注浆压力,保证浆液的有效扩散范围,就能增强注浆岩体的稳定性,提高岩体的防渗能力。2.3.5现场注浆施工1)注浆工艺流程。打孔-下管-连管接泵-接双液浆-开泵注浆冲洗机具-停泵拆卸。注浆钻孔布置顺序为5#钻场向工作面方向50m处开始延回采方向依次布置,当工作面推进到具第1排钻孔10m处开始注浆。2)注浆劳动组织。每天只安排1个小班注浆,每小班用工人数6人,其中注浆工1人、运料工2人、打钻工1人、其他1人。2.3.6钻孔注浆施工安全技术措施为确保辛安煤矿1402回采工作面辅运顺邻?

【参考文献】

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