煤矿覆岩离层多层位高效注浆减沉技术应用

唐山煤矿铁二采区覆岩离层注浆减沉效果显著,其注灰比为25.3%,减沉率达到51.5%,有效地控制了地表下沉。通过分析该采区T2192工作面1#钻孔的注浆压力曲线和注浆量曲线,发现采用全段高多离层、大流量高浓度、连续注浆技术进行覆岩离层注浆的过程中,离层内的承压浆液对控制地表沉陷有重要影响作用。研究了承压浆液在离层内的力学作用,认为承压浆液对下部岩层的起到压实作用,对上部岩层的起到支托作用。此外,承压浆液不仅增加了浆液注入量,而且还增加了产生的“压实湿灰体”的体积,极大提升了注浆减沉效果。     

覆岩离层注浆减沉工程有关技术问题研究

采用流体力学的理论方法结合相似材料模拟实验研究成果,对覆岩离层形成的过程、注浆时机、注浆压力、浆液在离层空间内的流动规律进行了研究。注浆液在离层空间内的流动形式与离层空间的大小、围岩的渗流特性、工作面的推进速度位置等因素有关,根据实验结果可将浆液在离层空间内的流动分为三种形式:即以钻孔为中心的径向流动;以明渠"挟质"形式流动;以密实挤压形式流动。前两种形式一般发生在离层空间未充满浆液的前提下,而后一种则是在离层空间已被充满时的继续高压注入,即饱和密实挤压注浆充填。只有达到饱和密实充填才能取得理想的注浆效果。     

覆岩离层产生机理

矿山开采过程中引起的地表沉陷,为了解决这一问题对覆岩离层的产生机理进行了研究。关键层对控制覆岩的移动变形起主要作用。通过对覆言离层的产生、发展发育及闭合规律进行了较系统的探讨和研究,对采动覆岩离层的力学模型进行分析,得出采动覆岩内部相邻两岩层之间离层的产生及形成离层空间的条件、覆岩离层内部产生的机理、内部分布规律,影响覆岩离层分布规律的因素,为覆岩离层注浆防止地表沉陷提供理论依据和技术指导。     

覆岩离层注浆控制沉降技术及计算模型

煤层开采以后,其开采周围的岩体的原始应力平衡状态因采动而受到破坏,应力将重新分布达到平衡。在此过程中,采空区上覆岩层将发生非连续破坏和连续移动,形成冒落带、离层带、弯曲带和松散冲积带的“四带”覆岩结构。利用岩移过程中形成的离层空间,通过地表钻孔向离层注浆,可减缓覆岩的进上步下沉。因此,以矿山开采沉陷理论和毕竟性薄板理论为基础提出了覆岩离层注浆沉降计算模型,可确定上覆岩层离层空间发育的层位和岩层间的     

采动覆岩离层注浆的相似材料及数值模拟

为研究采动覆岩离层过程与离层注浆时机的问题,采用相似模拟方法,对走向长壁全部跨落法采煤造成的离层现象,进行了四架次实验,并对覆岩离层注浆进行了数值模拟。结果表明:离层发展高度接近于工作面推进距离的0.4～0.6倍,离层的产生是在初次来压与周期来压之间,周期来压之后是进行离层注浆的最好时刻。工作面推进60m时注浆,得到注浆的减沉效果为20%～30%。该成果对离层注浆工程有一定的参考价值和借鉴意义。     

采动覆岩离层注浆的相似材料及数值模拟

对走向长壁全部跨落法采煤造成的离层现象,进行了4架次相似模拟实验,发现离层发展高度接近于工作面推进距离的0.4-0.6倍,离层的产生是在初次来压与周期来压之间,周期来压之后是进行离层注浆的最好时刻.对覆岩离层注浆进行了数值模拟,工作面推进60 m时注浆,得到注浆的减沉效果为20%～30%.     

覆岩离层注浆减缓地表沉陷的动态力学模型

分析了覆岩离层注浆控制层（岩梁）的受力过程，提出了注浆减缓地表沉陷的受力模型，从中得出了注浆减沉的力学机理，进一步得到了注浆减沉的动态力学模型，指出了提高注浆减缓地表沉陷效果的措施。     

覆岩离层注浆充填效果的综合评价

为了获得覆岩离层充填后地表沉陷与覆岩破坏的效果,采用点、线结合的办法建立地表移动变形观测站监测地表移动与房屋变形规律,在井下采用仰孔分段注水法及前端泄露式多回路注(放)水系统对东滩煤矿14 308工作面覆岩离层注浆条件下采动导水裂隙带的破坏特征进行了连续探测.结果表明:离层注浆条件下地表的减沉率达到了38.5%,离层注浆时的采动导水裂隙带高度值略高于正常条件下的高度值.综合评价效果为类似矿井的安全开采提供了科学依据.     

综放开采条件下覆岩离层动态发育规律

为控制地表沉陷量,实现农田保护和建筑物下采煤,兖州矿区多次进行了缩采放顶煤开采条件下覆岩离层注浆减沉试验,在试验过程中对离层动态发育规律进行了重点研究,其结论适合于在类似条件下的离层注浆减沉技术的应用场合。     

济二煤矿离层注浆保护地面高压线实践

对开采引起上覆岩产生的离层,应用离层高压注浆新技术,通过地面建注浆站及打注浆井,将电厂排出的粉煤灰制成浆液注入离层空间,达到控制地表沉降保护地面高压线路,建筑物,农田的目的,收到了较好的效果。     

建筑工程废弃泥浆快速泥水分离试验研究

为了研究建筑工程废弃泥浆的快速泥水分离性能、提高泥浆泥水分离速率,采用化学絮凝的方法对建筑废弃泥浆快速泥水分离性能进行了试验研究.分析了多种无机絮凝剂、有机絮凝剂及复合絮凝剂对建筑工程泥浆的快速泥水分离性能的影响,得到了絮凝剂种类、添加量与泥水分离效果的关系.结果表明:有机絮凝剂对建筑泥浆具有较好的快速泥水分离效果,泥水分离后泥浆含水率小于50%,而无机絮凝剂和复合絮凝剂的泥水分离效果较差;从泥浆的组成及性质分析可知,加入的有机絮凝剂与泥浆颗粒之间除了有压缩双电层作用外,絮凝剂还起到吸附架桥的作用;经有机絮凝剂分离的上清液中,TN和TP含量达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A及COD_(cr)一级B排放标准.     

自密实混凝土配合比的工艺性试验研究

针对寒冷地区的材料特点,应用吉林地区的原材料进行免振捣自密实混凝土的试验研究。以砂率、胶凝材料用量、粉煤灰掺量、水胶比这4个因素做正交试验,选择配合比参数,经过正交试验分析,得出同时满足工作性能和力学性能的自密实混凝土配合比。     

砂柱微生物注浆的水力渗透性质试验研究

为了有效实现防渗堵漏,对砂柱微生物注浆的水力渗透性质进行试验研究。砂柱微生物注浆采用巴氏芽孢杆菌菌种,向试验装置中注入胶结液与菌液,静置完成微生物注浆。对实际工程问题物理模型进行简化处理,构造满足工程特性的数学模型,对模型赋予参数、初始条件及边界条件,为砂柱微生物注浆水利渗透性质试验提供依据。构造均质高孔隙率砂岩非稳定达西渗流数学模型,计算可体现砂柱微生物注浆水力渗透性质的孔隙率与渗透率。将已有实验结果和数值模拟结果进行比较,对数值模型合理性进行验证。通过观察孔隙率与渗透率对砂柱微生物注浆的水利渗透性质进行试验分析。结果发现,砂柱微生物注浆可降低砂柱孔隙率与渗透率,提高砂土水力渗透性质。     

覆岩采动的动态模拟与离层带充填技术研究

通过相似材料模拟实验方法，研究地下开采引起岩层内部的移动和变形规律，揭示了煤矿开采上覆岩层中断裂，破坏，移动与变形及离层的产生，发与分布的时空规律，为指导实施离层充填减沉技术及工程实践提供了科学依据。根据岩石变形和移动的分布特征，将采动覆岩进行分区，建立理论模型，为进一步进行计算机数值模拟奠定了基础。     

废弃泥浆改性同步注浆材料试验研究

泥水盾构施工过程中会产生大量的废弃泥浆,针对废弃泥浆的处理难题,介绍了一种新型泥浆处理方法。将废弃泥浆作为盾构同步注浆材料应用于同步注浆液,并研究了泥浆对同步注浆液性能的影响。研究结果表明:用废弃泥浆配制的同步注浆液分层度、泌水率明显降低,很好地解决了同步注浆液泵送过程中的堵管问题,凝结时间有一定的增加,可通过控制泥浆比重与泥浆量来缩短凝结时间。流动性也能满足注浆要求。并用废弃泥浆配制出抗水分散性较好的同步注浆材料,最大7 d水陆强度比达0.81。     

厚黄土层条件下综放开采覆岩破坏数值模拟研究

厚黄土层条件下综放开采上覆岩层的破坏有其特殊性.利用离散元方法模拟某工作面开采的岩层移动过程,分析了在厚黄土层作用下岩层的破坏形态和移动轨迹,揭示了覆岩应力、位移随工作面推进的变化趋势.提出了关键层破断前后覆岩破坏的2种结构形态:有拱结构和无拱结构.在2种结构下,厚黄土层对采空区上覆岩层应力和位移变化的影响有着显著差异.研究结果对矿区的安全生产有重要意义.     

纤维微表处混合料性能试验

针对微表处混合料的抗裂、抗变形不足等问题,采用加纤技术并运用纤维分散试验、纤维微表处混合料拌合试验、路用性能试验及低温抗裂试验对其性能进行研究。结果表明:采用自主研制的专用设备进行纤维分散,可保证加纤微表处混合料中纤维的均匀分布;纤维微表处混合料中纤维的适宜长度为6 mm;纤维添加量为0.2%时,加纤微表处混合料1 h及6 d时的湿轮磨耗值最小;纤维添加量为0.1%时,混合料黏附砂量最小,但和纤维添加量为0.2%时混合料粘附砂量差别不大;纤维添加量为0.3%时,加纤微表处混合料低温劈裂强度最大。综合各指标结果,确定纤维添加量为0.2%时,纤维微表处混合料总体路用性能最佳。     

骨架密实型水泥稳定碎石混合料试验研究

文章介绍了骨架密实型水泥稳定碎石混合料配合比设计的基本思想及方法.通过室内试验,证明骨架密实型水泥稳定碎石能够提高基层强度,改善基层抗裂性能.通过试验路研究表明,骨架密实型水泥稳定碎石沥青路面具有良好的力学性能和使用品质.