本文以渦北煤礦8205風(fēng)巷實(shí)際地質(zhì)情況為基礎(chǔ),針對(duì)煤礦松散破碎煤體巷道支護(hù)困難,維護(hù)不易的問(wèn)題,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)煤體取樣,實(shí)驗(yàn)室測(cè)試分析,數(shù)值模擬和工程試驗(yàn)等手段展開(kāi)研究。以破碎煤體顆粒和水泥顆粒為切入點(diǎn),在宏觀煤體和水泥物理、力學(xué)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用數(shù)值模擬以細(xì)觀顆粒構(gòu)建水泥煤體顆粒注漿固結(jié)體模型,分析并驗(yàn)證破碎煤體水泥注漿固結(jié)規(guī)律。最后,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)煤礦井下巷道試驗(yàn)水平高壓旋噴注漿,將高壓旋噴技術(shù)首次試驗(yàn)到煤礦工程中。綜合本文所述內(nèi)容,得到以下主要結(jié)論:（1）詳細(xì)闡釋了渦北煤礦8205風(fēng)巷地質(zhì)情況及特點(diǎn),并現(xiàn)場(chǎng)取樣破碎煤體,通過(guò)粒徑篩選,按合適粒徑配比,制作型煤,實(shí)驗(yàn)室測(cè)定在20MPa成型壓力下煤體平均單軸抗壓強(qiáng)度為1.4MPa。（2）開(kāi)展了普通硅酸鹽水泥物理成分和水化凝固過(guò)程實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)研究,測(cè)試了不同水灰比情況下,不同齡期的水泥固結(jié)體單軸抗壓強(qiáng)度、結(jié)實(shí)率以及粘度等性能,并確定水灰比在0.8¹.0之間,水泥固結(jié)性能最佳。（3）分析了注漿固結(jié)的基本機(jī)理,實(shí)驗(yàn)室測(cè)定了破碎煤體與水泥注漿固結(jié)體不同質(zhì)量配比情況下的單軸抗壓強(qiáng)度,與型煤強(qiáng)度比較,固結(jié)體強(qiáng)度得到明顯提升。（4）... 

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

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

側(cè)鄧加10切11幼診加13加壞加15皇016勸17年n犯產(chǎn)蟹.今.自給率

圖 1-2 一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化Fig 1-2 Changes in the structure of primary energy consumption目前，我國(guó)煤炭生產(chǎn)量主要依賴地下井工開(kāi)采。地下開(kāi)采的過(guò)程中，會(huì)遇到各種地質(zhì)構(gòu)造和煤巖層發(fā)育狀況，煤炭的賦存情況也各不相同，隨著煤礦開(kāi)采深度逐年加深，井下圍巖應(yīng)力也越來(lái)越高，造成煤層整體呈松散破碎狀況，經(jīng)開(kāi)采統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，我國(guó)許多礦區(qū)廣泛存在煤層松散破碎，如淮北礦區(qū) 8 煤和 7 煤、淮南礦區(qū) 13 煤和 7 煤、陜西韓城礦區(qū) 3 煤、山西晉城礦區(qū) 3 煤、河南平頂山礦區(qū)丁6 煤等。煤層松散粘聚力低、承載力極差，工作面兩巷支護(hù)極端困難，采掘效率

（a）球形理論 （b）柱形理論圖 1-3 滲透注漿擴(kuò)散方式Fig. 1-3 Osmotic grouting diffusion mode3）壓密注漿對(duì)于壓密注漿，主要針對(duì)黏土性地層，采用高濃度粘稠漿液，經(jīng)鉆孔注入地由于漿液的濃度較大，漿液顆粒體積較土體顆粒體積大，故而，漿液不會(huì)產(chǎn)下滲透效應(yīng)，隨著漿液的增多，會(huì)反向產(chǎn)生一個(gè)向上的支撐力，提升上浮土對(duì)地面沉降能起到很明顯的效果，同時(shí)漿液增多也對(duì)土體產(chǎn)生擠壓作用，加液固化作用，進(jìn)一步增加其強(qiáng)度[40-43]。4）劈裂注漿理論相對(duì)于滲透注漿，劈裂注漿則需要較大的注漿壓力，同時(shí)，作用方式也有所，屬于先破壞后加固的注漿類型[44]。漿液注入介質(zhì)時(shí)，需要提供較大壓力，壞介質(zhì)的抗拉強(qiáng)度，漿液會(huì)沿著介質(zhì)內(nèi)部應(yīng)力的作用方向持續(xù)破壞，產(chǎn)生更水平和豎直裂隙，進(jìn)一步對(duì)介質(zhì)進(jìn)行破壞并且擠壓介質(zhì)周?chē)鷰r體，當(dāng)漿液凝，在破碎的裂隙內(nèi)形成脈狀固結(jié)體，可以充分改善原有地質(zhì)破碎情況，增強(qiáng)[45-47]

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3228690