[科普中國]-煤巖固化

針對常規(guī)防突措施的不足,采用煤體注漿固化的方法來提高石門揭煤處煤體強(qiáng)度和增強(qiáng)圍巖的穩(wěn)定性,從而降低煤層中初始釋放瓦斯膨脹能來防止煤與瓦斯突出。煤巖固化方法的防突機(jī)理主要是改變了煤巖體物理結(jié)構(gòu)性質(zhì),尤其是在石門揭煤過程中,為石門揭煤過程整個工序提供了可靠的安全保障,可以實(shí)現(xiàn)安全快速揭煤。

簡介石門揭煤發(fā)生突出的特點(diǎn)是強(qiáng)度大、涌出的瓦斯量大,對井下的破壞作用大,危害嚴(yán)重。煤與瓦斯突出是煤體結(jié)構(gòu)、煤層所含瓦斯、地應(yīng)力等因素綜合作用的結(jié)果。煤體自身松散、破碎的結(jié)構(gòu)和大量帶壓瓦斯,是導(dǎo)致突出的主要因素。在石門揭煤條件下,煤層中軟分層厚度是一個重要的決定煤層突出危險性的因素。頂?shù)装鍘r石硬,意味著這些巖石強(qiáng)度較高,破壞時又會突然垮落,失去承載能力。當(dāng)巷道穿越石門時,巖石內(nèi)的破裂帶較小,如果煤層的強(qiáng)度較低,煤體內(nèi)的破裂帶較大,則在煤巖交界處存在著一個破裂范圍由小到大過渡階段。

在破裂線以外,地應(yīng)力較大,煤體中的瓦斯不易泄露,能夠維持較高的瓦斯壓力,具有突出危險性。從根本上消除由于煤體物理力學(xué)結(jié)構(gòu)造成的突出可能性,需采用煤巖固化方法提高煤體強(qiáng)度,使得煤體強(qiáng)度處于主導(dǎo)地位,就可以有效地防止煤與瓦斯突出,實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。1

煤巖固化防突機(jī)理及注漿固化施工工藝1、煤巖固化防突機(jī)理

所謂固化防突,就是向松軟煤體中壓注適應(yīng)煤層特性的固化液,使其在一定的壓力下,滲透于煤體的裂隙和孔隙之中,使煤的內(nèi)表面形成粘合膠結(jié),改變煤的不均質(zhì)性,提高煤體強(qiáng)度和自身承載能力,增加煤與瓦斯突出時的阻力。同時封閉和凝固固化范圍內(nèi)的瓦斯,減緩或阻止壓縮的瓦斯勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?而使瓦斯?jié)撃茆g化,從而達(dá)到防突的目的。

2、注漿固化施工工藝

注漿材料為美固364,該產(chǎn)品適用于穩(wěn)定煤層和巖層、固化破碎煤層、巖層及采煤工作面。其滲透性極強(qiáng),可滲透到0.14mm以上寬度的縫隙,在對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和韌性要求較高的條件下具有超快速反應(yīng)特性。注漿設(shè)備選擇ZBQS-12/10煤礦用氣動雙液注漿泵。施工工藝可分為鉆孔、封孔、壓注三個工序。

施工工藝:標(biāo)孔→鉆孔→檢查鉆孔質(zhì)量→安裝注漿管及封孔部件→封孔→準(zhǔn)備漿液→開泵注漿→凝固→檢查注漿質(zhì)量→驗(yàn)收。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李曉林 - 教授 - 西南大學(xué)