论文部分内容阅读
本文以圣华煤业1301复采工作面为工程背景,在对矿井旧采巷道赋存调查的基础上,进行了散碎煤岩体注浆试验,分析了浆液在破碎煤岩散体中的扩散规律,提出了复采工作面预注浆工艺。本文主要工作为: 1、结合已知矿井资料,采用探测巷掘进与工作面回采的方式对空巷揭露状况进行统计,对圣华煤业1301复采工作面旧采区空巷赋存状况进行分析。根据工作面推进与巷道掘进过程中空巷揭露特征,绘制巷道空巷布置图。 2、设计散碎煤岩堆积体注浆试验,通过试验提出浆液扩散分析模型,并对此扩散模型进行理论分析。采用MATLAB科学计算软件对不同注浆压力、水灰比以及渗透系数参数影响下的浆液扩散规律进行线性回归分析,得到了浆液水灰比、注浆压力以及渗透系数三个因素与浆液150mm层位处最大扩散长度、最大喷射长度、注浆量以及结石体抗压强度之间的线性关系,得到各注浆因素影响下四组线性回归方程分别为L=46.8476.S-0.2527.K4.6336.P0.5773、R=78.6494.S-0.2154.K6.7270.P0.5777、Q=206.8306.S0.1530.K3.1685.P0.2970与P=6.607.S-0.6920.W0.215.P-0.0439。 3、通过建立FLUENT流体分析模型对散碎煤岩堆积体注浆试验模型进行完善,可以推算出浆液最大扩散长度与最大喷射长度的估算值,对试验数据进行优化并得到了相应的线性回归关系式,分别是L=105.6466.S-0.2631.K508885.P0.5776与R=183.2772.S-0.1952.K8.1937.P0.5537。 4、根据浆液扩散线性回归关系式,设计复采区多轮递进注浆工艺。首先对复采破碎区边界进行注浆,实现厚度为3m的密实封堵区,封堵区浆液水灰比为5:1,注浆压力1MPa,注浆孔起点距底板1.6m,孔角17°,全长1.36m,孔间距2.5m。固结区浆液水灰比为7:1,注浆压力为9.5MPa,按照超高水材料浆液的扩散特征设计三轮递进注浆,每轮间隔13.3m,距底板1.5m钻取注浆孔,倾角分别为26°、10°、6°,孔长分别为9.1m、21.9m、35m,单轮注浆钻孔间距为10m,每相邻两轮注浆孔间距为3.3m。 5、通过COMSOL数值模拟与注浆效果检测的手段验证了注浆合理性,验证了多轮注浆工艺的合理性,完成注浆加固后的煤壁切割之后较为平滑,且完整性较好,注浆效果良好。