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随着煤矿开采深度的加大以及大采高综采和大采高综放开采的大面积应用,大采高工作面煤壁片帮问题越来越严重。为保证厚煤层工作面生产的安全高效,防止煤壁片帮尤为必要。本论文针对煤体加固防片帮中应用的水泥材料粒径大、难以注入细微裂隙以及化学浆液成本高、易放热等缺点,提出了渗透性效果较好、成本低、安全性高并具有一定粘结性能的新型注胶材料—胶体,并依次做了胶体的粘度-浓度试验、胶体的粘结性试验、胶体的渗透扩散试验、胶体-煤体混合体的直剪试验、现场注胶试验,具体的研究内容及成果如下:(1)通过胶体材料的粘度试验,得出了这五种胶体材料各自的“粘度-浓度规律”,发现不同的胶体材料与水配置成的胶体溶液的“粘度-浓度”规律不同,即其粘度对浓度变化的敏感程度不同;同种材料在不同的浓度分段内,其粘度对浓度变化的敏感程度也不同。(2)通过胶体材料对松散煤体的粘结性试验,得出了这五种胶体材料各自对松散煤体强度的提高程度,其中冷水速溶胶粉对松散煤体的粘结性能最佳;2%浓度的冷水速溶胶粉胶体溶液可使1~2mm粒径的松散煤体的抗压强度达到1.36MPa。(3)自制一套检验胶体溶液在松散煤体中渗透性能的受注模型进行胶体材料的渗透扩散试验,通过该试验发现胶体溶液在松散煤体中的渗透性能主要与其粘度大小有关,而与其其他性质关系不大;对于同一种材料,其浓度越大即其粘度越大,则其渗透过煤粒介质的总的时间越长;对不同种材料,当其浓度不同但粘度相近时,其渗透经过煤粒介质的时间几乎一样。(4)通过胶体材料与松散煤粒混合体的直接剪切试验,得出了五种胶体材料各自对松散煤体剪切强度的提高情况,其中冷水速溶胶粉对松散煤体的抗剪强度的提高效果最好;2%浓度的冷水速溶胶粉胶体溶液可使1~2mm和3~4mm混合粒径的松散煤体的内聚力达到80.45kPa。(5)通过孟家窑现场试验,检验了冷水速溶胶粉胶体防止煤壁片帮的效果,并形成了一套完整的工作面超前注胶工艺;初步形成了一套与注水泥浆、化学浆不同的防止煤壁片帮的方法,由此得出防止煤壁片帮的亲水凝胶注入技术是可行的。