工作面煤體超前注膠防片幫技術(shù)研究.pdf

1、隨著煤礦開采深度的加大以及大采高綜采和大采高綜放開采的大面積應(yīng)用，大采高工作面煤壁片幫（片幫是礦井作業(yè)面或者煤壁在礦山壓力作用下變形破壞脫落的現(xiàn)象）問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。為保證厚煤層工作面生產(chǎn)的安全高效，防止煤壁片幫尤為必要。
　　本論文針對(duì)煤體加固防片幫中應(yīng)用的水泥材料粒徑大、難以注入細(xì)微裂隙以及化學(xué)漿液成本高、易放熱等缺點(diǎn)，提出了滲透性效果較好、成本低、安全性高并具有一定粘結(jié)性能的新型注膠材料一膠體，并依次做了膠體的粘度-濃度試驗(yàn)、

2、膠體的粘結(jié)性試驗(yàn)、膠體的滲透擴(kuò)散試驗(yàn)、膠體-煤體混合體的直剪試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)注膠試驗(yàn)，具體的研究?jī)?nèi)容及成果如下:
　　(1)通過(guò)膠體材料的粘度試驗(yàn)，得出了這五種膠體材料各自的“粘度-濃度規(guī)律”，發(fā)現(xiàn)不同的膠體材料與水配置成的膠體溶液的“粘度-濃度”規(guī)律不同，即其粘度對(duì)濃度變化的敏感程度不同;同種材料在不同的濃度分段內(nèi)，其粘度對(duì)濃度變化的敏感程度也不同。
　　(2)通過(guò)膠體材料對(duì)松散煤體的粘結(jié)性試驗(yàn)，得出了這五種膠體材料各自對(duì)松散煤

3、體強(qiáng)度的提高程度，其中冷水速溶膠粉對(duì)松散煤體的粘結(jié)性能最佳;2％濃度的冷水速溶膠粉膠體溶液可使1～2mm粒徑的松散煤體的抗壓強(qiáng)度達(dá)到1.36MPa。
　　(3)自制一套檢驗(yàn)?zāi)z體溶液在松散煤體中滲透性能的受注模型進(jìn)行膠體材料的滲透擴(kuò)散試驗(yàn)，通過(guò)該試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)膠體溶液在松散煤體中的滲透性能主要與其粘度大小有關(guān)，而與其其他性質(zhì)關(guān)系不大;對(duì)于同一種材料，其濃度越大即其粘度越大，則其滲透過(guò)煤粒介質(zhì)的總的時(shí)間越長(zhǎng);對(duì)不同種材料，當(dāng)其濃度不同但粘度

4、相近時(shí)，其滲透經(jīng)過(guò)煤粒介質(zhì)的時(shí)間幾乎一樣。
　　(4)通過(guò)膠體材料與松散煤粒混合體的直接剪切試驗(yàn)，得出了五種膠體材料各自對(duì)松散煤體剪切強(qiáng)度的提高情況，其中冷水速溶膠粉對(duì)松散煤體的抗剪強(qiáng)度的提高效果最好;2％濃度的冷水速溶膠粉膠體溶液可使1～2mm和3～4mm混合粒徑的松散煤體的內(nèi)聚力達(dá)到80.45kPa。
　　(5)通過(guò)孟家窯現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，檢驗(yàn)了冷水速溶膠粉膠體防止煤壁片幫的效果，并形成了一套完整的工作面超前注膠工藝;初步形成了