礦井突水發生后,將給煤礦安全管理帶來許多隱患,直接導致礦山生產減少,甚至導致礦山退役。控制故障突水的問題是該行業的主要技術問題。隨著技術的不斷更新,灌漿方法恢復了故障防水煤礦,具有操作簡單,安全性高,可靠性好,工藝先進,***果好等優點。
1、煤礦注漿加固
1.1形成網絡骨架的作用
漿料在壓力下在圍巖的不規則裂縫中滲透和擴散,形成復雜的漿料通道,漿料凝固后的通道成為網狀結構。這些結構能夠承受一些高應力,保護圍巖免受進一步損壞,并充當圍巖中的“骨架”。網絡骨架可以增加圍巖的殘余強度,導致圍巖在高負載下經歷大變形,限制其擴展和損壞,從而提高圍巖的完整性。
1.2改善園巖力學性質的作用
巷道開挖破壞了原始應力平衡圍巖,導致切向應力增加。當它增加到某個值時,會在圍巖發生裂縫,然后會發生損壞。灌漿加固的根本目的是提高道路的整體強度圍巖。
1.3充填壓密裂隙的作用
當灌漿加強時,漿料會填充大的裂縫。同時,在壓力的作用下,小裂縫和封閉裂縫被壓實和封閉。由于灌漿材料的粘結***果,裂縫端的應力集中大大減弱甚至消失。此外,注漿加固改變了較大裂縫附近的圍巖應力狀態,從雙向應力狀態向三向應力狀態變化,注漿加固改善了巷道圍巖強度。
1.4封閉水源和空氣的作用
當巷道的圍巖遇水時,它會軟化并溶解,導致強度和變形的減小。螺栓(索)支撐和金屬支架支撐不能達到理想的支撐***果,必須從改變周圍巖石屬性的角度考慮。保護方法。注漿加固可以有***地阻擋水流通道,形成保溫層,防止水和空氣浸入深層巖石中,長期有***地保持周圍巖石的力學性能。
2、注漿材料性質
影響灌漿材料對灌漿加固***果的主要因素是顆粒細度,漿料粘度,漿料穩定性和固結耐久性。合理選擇灌漿材料是保證灌漿***果的重要因素。材料的粒度大小決定了漿料的滲透性。根據漿料顆粒群原理的堵塞,為了減少堵塞***應,必須要求顆粒直徑小于圍巖的有***破裂或孔徑的1/3。根據球形擴散理論和滲透灌漿理論中的圓柱擴散理論,漿料的粘度與漿料的擴散半徑成反比。漿料的粘度不僅影響漿料的擴散半徑,還影響灌漿參數,如灌漿壓力和灌漿流量。漿料的穩定性越好,對灌漿***果的影響越小。對于水泥型顆粒灌漿材料,根據斯托克斯定律,水灰比是影響漿料穩定性的主要因素。固結耐久性是指注入周圍巖石的漿料的強度和不滲透性的持久性。影響耐久性的因素主要包括凝膠的結構,形成條件和構造條件。
圍巖性質
灌漿材料的性質在灌漿過程中起著非常重要的作用,但圍巖的性質也是影響灌漿***果不可忽視的重要因素。為了強化圍巖的作用,無論是化學膠結,惰性填充還是離子交換,它都與圍巖強化對象密不可分。圍巖屬性主要表現在圍巖的裂縫條件,影響因素包括結構面開度,結構面曲率和結構面接觸面積。結構平面開口的程度直接影響漿料的擴散半徑。在確定的灌漿壓力下,漿料在小結構平面開口處的擴散半徑為0.77d0較小,在灌漿過程中應調整適當濃度的漿料比。結構面的起伏形狀通常具有一定的曲率,當曲率不同時,漿液流動的動態損失程度不同。對于具有大結構曲率的巖體,需要更高的灌漿壓力來獲得所需的漿料擴散半徑。結構表面的接觸區域包括直接接觸區域和兩個壁之間的間接接觸區域。通常,結構表面沒有完全打開并且分布***其復雜。
注漿工藝的選擇
根據灌漿加固過程的定義,根據泥漿分布的分布,可分為灌漿灌漿,滲灌灌漿和劈裂灌漿等幾種灌漿方式。不同的灌漿施工過程需要不同的灌漿設備,灌漿材料和灌漿壓力。如果施工過程不合適,灌漿材料的優點就不能充分利用,造成施工困難,影響灌漿***果。根據圍巖的性質和灌漿材料的性質,選擇合適的灌漿施工過程尤為重要。灌漿壓力尤為重要。當裂縫開口小時,圍巖的磁導率相對較低。高注漿壓力可以保證一定的注漿***果,但過大的注漿壓力會導致圍巖斷裂面的進一步發展,破壞圍巖自身的強度和承載能力。因此,選擇合適的灌漿工藝對確保灌漿***果具有重要意義。
3、注漿參數的選擇
3.1注漿孔深度
使用多點位移計進行測試,通過數據分析,得出圍巖松動圈的范圍,根據圍巖松動圈確定注漿孔深度。
3.2注漿孔間排距
灌漿孔之間的間距應設計成充分利用灌漿孔的擴散潛力,以獲得灌漿體的厚度。在盡可能的同時,應盡可能避免鉆孔的數量,以避免“漿液區”。根據漿料的球形擴散理論,可以得出結論,灌漿孔之間的間距是擴散半徑的1.5倍,間距是擴散半徑的1.8倍。根據地質條件,發育良好的圍巖可采用較大的間距,反之亦然,加密注漿孔間距; (灌漿孔與主裂縫的交匯處,對主裂縫的控制程度較高,可以減少灌漿孔的數量應加密。如果灌漿壓力增加,灌漿時間延長,灌漿量可以增加,灌漿?**梢約跎佟?/span>
3.3注漿壓力
影響灌漿壓力的因素是圍巖的性質,泥漿的流動動力學和灌漿方法。選定的灌漿壓力必須適合現場的地質條件。如果灌漿壓力太大,可能會破壞周圍的巖體。如果灌漿壓力太小,則滲透能力受到限制,漿料不能有***地滲透和擴散到裂縫中,并且不能保證灌漿。影響。根據注漿經驗和***究,巷道圍巖壓力為3-5Ma。
3.4漿液擴散半徑
在我國煤礦巷道圍巖注漿中,擴散半徑通常確定在1-3m,不同的地質情況和注漿壓力下,漿液的擴散半徑.
3.5單孔注漿量
灌漿量根據灌漿孔的深度和周圍巖石裂隙的發展來確定。將泥漿注入周圍巖石后,發生一系列物理和化學反應,如離子交換,破碎的圍巖重新結合成一個整體,充滿壓實的內部裂縫,以及圍巖的力學性質經過改進,形成了網狀骨架結構,減少了水的破壞和風化。影響,充分發揮圍巖的自立能力,提高圍巖的完整性.:灌漿材料的性質,圍巖的性質和灌漿方法的選擇是影響灌漿加固***果的三個主要因素。影響巷路圍巖。為了在灌漿設計或施工過程中達到理想的灌漿***果,必須合理,細致地選擇:灌漿參數選擇的原理和方法,為巷道圍巖灌漿加固提供參考。