松散煤體分布著大量的毫米-微米-納米多尺度裂隙和孔隙。煤礦常用的水泥漿不能實(shí)現(xiàn)對微孔隙封閉固結(jié),漿材滲透極少,松散煤體可改造性困難。納米材料注漿改性是解決這一問題的有效方法。注入期的滲透規(guī)律和注入后的長期固結(jié)穩(wěn)定性是松散煤體改性的關(guān)鍵問題之一。本文綜合采用了文獻(xiàn)綜述、實(shí)驗(yàn)室測試分析、理論分析等研究方法,結(jié)合典型松散煤層工程地質(zhì)調(diào)查、原位水泥漿注漿試驗(yàn)對比,表征分析了原煤的孔裂隙結(jié)構(gòu)和硅溶膠注漿相關(guān)基本特性,研制了注漿滲透多參數(shù)精細(xì)實(shí)時(shí)監(jiān)測平臺(tái),探索了松散煤樣試件壓制處理方法,揭示了硅溶膠在松散煤體中注漿滲透規(guī)律及基本力學(xué)機(jī)制,研究了硅溶膠凝膠體變形和強(qiáng)度參數(shù)長期演化規(guī)律,得到了硅溶膠凝膠體力學(xué)行為的時(shí)變機(jī)制,評估了硅溶膠膠煤體的長期固結(jié)穩(wěn)定性。主要結(jié)論如下:（1）淮北礦區(qū)8煤是典型松散煤體,原煤塊度<2 mm的煤粉將近75%,粉化現(xiàn)象嚴(yán)重。原煤總孔隙率隨地壓呈一階衰減指數(shù)函數(shù)關(guān)系。滲透率k=6.76 mD,孔隙孔徑分布呈“兩頭多,中間少”規(guī)律,屬于低滲介質(zhì)。與其他常用漿材對比,硅溶膠的可注性最好。添加催化劑后,硅溶膠發(fā)生縮聚反應(yīng),前期膠凝對漿材的可注性和流動(dòng)性影響較小;后期膠凝使... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：145 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

水泥和超細(xì)水泥注漿效果鉆孔窺視[2]

掘進(jìn)前已經(jīng)成功探放 8104 工作面老空水。2）渦北礦 8204 里風(fēng)巷在同一煤層相鄰的8204 里風(fēng)巷石門揭煤處開展超前 20m 注漿試驗(yàn)，如圖2-2和圖 2-3 所示。巷道斷面：寬 高=4600 3800 mm，采用架棚+注漿+錨桿支護(hù)。噴漿 50 mm 后全斷面 5 個(gè)淺孔滯后注漿，滯后注漿管直徑 長度=25 1600 mm，每孔注漿量 2-10 袋水泥。超前注漿試驗(yàn)采用 325 水泥，水灰比 0.7，注漿壓力 2-4 MPa，現(xiàn)場累計(jì)注漿量 33 袋水泥（50 kg/袋×33 袋=1.65 t）。（a）注漿試驗(yàn)現(xiàn)場 （b）掘進(jìn)冒落松散煤體圖 2-2 渦北礦 8204 里風(fēng)巷石門揭煤注漿現(xiàn)場實(shí)照及掘進(jìn)冒落松散煤體Figure 2-2 Grouting phot

博士學(xué)位論文填體積 V 可用式 2-1 表示：V=S L n0f 前預(yù)注理想擴(kuò)散斷面面積，取漿材擴(kuò)散至巷道表面以56.2274 m2；L 為超前注漿長度，取 20 m；n0為原煤的孔 10.16%；f 為漿材充填系數(shù)，取 70%。漿充填體積 V 為 79.98 m3。已知水灰比 0.7 的水泥理論注漿水泥漿用量 m1=V ρc=131.56 t，理論注漿水）=54.17 t�，F(xiàn)場僅用水泥 1.65 t，是理論用量的 3.05。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]煙煤型煤與原煤滲透特性差異的試驗(yàn)研究[J]. 劉康,柳曉莉,齊藝裴,李甜,楊凱,王文元,趙歡歡.  煤. 2017(09)
[2]新型高預(yù)應(yīng)力錨索及錨注聯(lián)合支護(hù)技術(shù)研究與應(yīng)用[J]. 李海燕,張紅軍,李術(shù)才,郝桂明,李紅偉,唐鵬越.  煤炭學(xué)報(bào). 2017(03)
[3]深部軟巖巷道底鼓機(jī)理與治理試驗(yàn)研究[J]. 孫利輝,楊本生,孫春東,李星,王重文.  采礦與安全工程學(xué)報(bào). 2017(02)
[4]改性水玻璃固化鹽漬土強(qiáng)度及凍融循環(huán)耐久性試驗(yàn)研究[J]. 呂擎峰,孟惠芳,王生新,章清,陳輝.  北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(01)
[5]防膨脹軟巖注漿材料試驗(yàn)及應(yīng)用研究[J]. 孫曉明,陳峰,梁廣峰,付毅,郭志飚,吳兆強(qiáng).  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2017(02)
[6]粒徑對含瓦斯型煤力學(xué)性質(zhì)及滲透特性的影響試驗(yàn)研究[J]. 袁梅,許江,李波波,王珍,杜育芹,許石青.  煤礦安全. 2016(09)
[7]大斷面軟弱破碎圍巖煤巷演化規(guī)律與控制技術(shù)[J]. 孟慶彬,韓立軍,喬衛(wèi)國,宗義江,李云,李浩.  煤炭學(xué)報(bào). 2016(08)
[8]富水破碎巖體注漿加固材料試驗(yàn)研究與應(yīng)用[J]. 李召峰,李術(shù)才,劉人太,蔣宇靜,張慶松,楊磊,沙飛,陳泊涵,王宏亮.  巖土力學(xué). 2016(07)
[9]三軟煤層沿空巷道破壞機(jī)制及錨注控制[J]. 王琦,潘銳,李術(shù)才,何滿潮,任堯喜,王雷,丁國利,孫會(huì)彬,江貝.  煤炭學(xué)報(bào). 2016(05)
[10]基于能量耗散的頁巖脆性特征[J]. 衡帥,楊春和,李芷,王磊,侯振坤.  中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(02)

博士論文
[1]富水破碎巖體注漿材料研發(fā)與注漿加固機(jī)理研究及應(yīng)用[D]. 李召峰.山東大學(xué) 2016
[2]斷層軟弱介質(zhì)注漿擴(kuò)散加固機(jī)理及工程應(yīng)用[D]. 李志鵬.山東大學(xué) 2015
[3]沿空留巷滯后段煤幫采動(dòng)破壞機(jī)理及注漿重構(gòu)技術(shù)[D]. 于憲陽.中國礦業(yè)大學(xué) 2014
[4]基于滲濾效應(yīng)的水泥漿液多孔介質(zhì)注漿機(jī)理及其工程應(yīng)用[D]. 韓偉偉.山東大學(xué) 2014
[5]隧道工程富水?dāng)鄬悠扑閹ё{加固機(jī)理及應(yīng)用研究[D]. 張偉杰.山東大學(xué) 2014
[6]樁端后注漿過程中漿土相互作用及其對樁基性狀影響研究[D]. 房凱.浙江大學(xué) 2013
[7]長脈沖激光輻照下多孔薄膜激光損傷機(jī)制研究[D]. 郭培濤.武漢理工大學(xué) 2011
[8]砂性地層滲透注漿試驗(yàn)及工程應(yīng)用研究[D]. 李慎剛.東北大學(xué) 2010
[9]軟弱夾層頂板巷道圍巖穩(wěn)定與安全控制研究[D]. 李桂臣.中國礦業(yè)大學(xué) 2008
[10]破碎煤巖體化學(xué)注漿加固材料研制及滲透擴(kuò)散特性研究[D]. 馮志強(qiáng).煤炭科學(xué)研究總院 2007

碩士論文
[1]鹽侵蝕下水泥—水玻璃注漿體的力學(xué)性能試驗(yàn)研究[D]. 劉思作.湖南科技大學(xué) 2016
[2]碎粒煤層注漿實(shí)驗(yàn)及漿液擴(kuò)散規(guī)律研究[D]. 謝濤鋒.中國礦業(yè)大學(xué) 2016
[3]基于滲濾效應(yīng)的盾構(gòu)隧道壁后注漿漿液擴(kuò)散機(jī)理研究[D]. 毛家驊.長安大學(xué) 2016
[4]新型化學(xué)注漿材料模擬實(shí)驗(yàn)加固體力學(xué)性能研究[D]. 單葉民.安徽理工大學(xué) 2015
[5]松散軟弱介質(zhì)注漿擴(kuò)散和加固試驗(yàn)研究[D]. 李相輝.山東大學(xué) 2015
[6]含瓦斯煤成型條件優(yōu)化及煤層氣開采物理模擬試驗(yàn)研究[D]. 蘇小鵬.重慶大學(xué) 2014
[7]石英音叉油質(zhì)傳感器設(shè)計(jì)[D]. 黃仙錦.南京理工大學(xué) 2014
[8]閉孔珍珠巖水玻璃水泥土力學(xué)性能的研究[D]. 侯宇慧.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[9]新型化學(xué)固沙材料的研制和應(yīng)用[D]. 楊柳.蘭州大學(xué) 2011
[10]注漿材料優(yōu)化配比與注漿試驗(yàn)研究[D]. 夏小亮.安徽理工大學(xué) 2011



本文編號：3044480