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一、引言
随着煤炭开采技术的不断发展,大采高综采技术越来越成为煤矿开采的主要方式。然而,在采高过程中,综采工作面所遇到的地质条件、采煤工艺以及采煤机具等均带来了一定的安全风险。其中,顶板破碎、顶板片帮甚至坍塌,是综采工作面的常见问题,也是制约采煤安全效益的重要因素。因此,在综采工作中,如何加强顶板的支护技术成为了亟需解决的问题之一。
目前,常见的支护技术有采用钢架、锚杆法、注浆技术等。然而,由于综采工作面的大采高、大断面特点,传统的支护技术已经无法满足实际需要。因此,本文将介绍一种注浆加固技术,以期提高综采工作面的支护效果。
二、技术原理
顶板破碎是由于受到采空区压力,顶板与煤体的结合力减弱,导致顶板破碎、坍塌等事故。在综采工作中,顶板的破碎主要有以下几个原因:
(1)采动剖面形状:如果采动剖面过于平坦或曲率半径过小,就容易导致顶板的强度不足,易发生破碎。
(2)采动速度:在综采工作中,采动速度越快,顶板的压力就越大,顶板的破碎隐患就越大。
(3)支架失稳:地面支架的稳定性对顶板的稳定性有着至关重要的作用。如果支架失稳,就会影响顶板的稳定性,加速顶板的破碎变形。
注浆技术是指在地质体中利用泥浆或其他材料来填补空隙,增强地基和岩石的强度,以达到加固稳定的目的。注浆加固顶板主要是利用浆液与孔洞快速反应,形成一个实用、稳固的堵塞层。注浆材料使岩石中的混沌物质向内聚合,并且使所填补的腐败隙缝材料固化并达到一定的强度,从而达到加固顶板的目的。
(1)注浆加固技术不会增大采动高度,不会影响采煤进度的情况下能够提高顶板的承载能力
(2)注浆是一种无污染、无毒、无嗅的工艺
(3)采用注浆技术可以节约人力物力,提高工作效率
三、现场应用
在现实生产中,选择注浆材料应根据采矿地质情况和实际需要选定合适的材料来进行注浆加固。常见的注浆材料有水泥、高效稀土注浆材料、长期固化聚合物注浆材料、环保高分子注浆材料等等。
(1)确定注浆井的位置
根据综采工作面的实际情况,选择合适的注浆点,注浆井应该选择在顶板下方,并且与采高线垂直。
(2)预处理孔洞
在注浆前,需要对孔洞进行处理,如清洗、打毛灰等工艺来提高孔洞附着材料的密实性和固化强度。
(3)注浆操作
采用泵送注浆的方式,将注浆泥浆注入注浆井。等到注浆物凝固定形后,可再次进行充填,以增加注浆体积。
通过实际的应用来看,注浆加固技术在煤矿的采煤工程中有着较显著的加固效果。经过注浆加固之后,不仅能够提高顶板的承载能力,而且能够减少煤矿安全事故的发生,改善采煤环境。同时,注浆技术也具有参数调整方便、结构简单、施工方便等好处。
四、结论
经过实践证明,注浆加固技术是一种对于综采工作面有效加固的方法。注浆技术具有加固简便、效果显著等优点,在综采工作面中应用广泛。在注浆工程中,注浆材料的选择、孔洞处理等技术也非常重要,只有选择合适的注浆技术和材料,并保证施工质量,才能得到良好的加固效果。因此,在实际生产中,应根据采煤工艺特点及煤质情况,选取合适的加固技术、加固方法、加固材料,并加强施工监管,保证综采工作面的采煤安全。