本文關(guān)鍵詞：工作面煤體超前注膠防片幫技術(shù)研究

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【摘要】：隨著煤礦開(kāi)采深度的加大以及大采高綜采和大采高綜放開(kāi)采的大面積應(yīng)用,大采高工作面煤壁片幫問(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—膠體,并依次做了膠體的粘度-濃度試驗(yàn)、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�；旌象w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；初步形成了一套與注水泥漿、化學(xué)漿不同的防止煤壁片幫的方法,由此得出防止煤壁片幫的親水凝膠注入技術(shù)是可行的。
【關(guān)鍵詞】：煤壁片幫 膠體 粘度試驗(yàn) 粘結(jié)性試驗(yàn) 滲透擴(kuò)散試驗(yàn) 直剪試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：煤炭科學(xué)研究總院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TD771
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-25
• 1.1 研究背景及問(wèn)題提出9-10
• 1.1.1 論文研究背景9
• 1.1.2 問(wèn)題的提出9-10
• 1.2 煤壁片幫規(guī)律及防治研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 煤壁片幫規(guī)律的研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.2 煤壁片幫防治技術(shù)現(xiàn)狀14-15
• 1.3 注漿技術(shù)的研究現(xiàn)狀15-22
• 1.3.1 注漿材料的研究進(jìn)展15-21
• 1.3.2 注漿方法的現(xiàn)狀及進(jìn)展21-22
• 1.3.3 注漿工藝的現(xiàn)狀及進(jìn)展22
• 1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容及研究方法22-23
• 1.5 本章小結(jié)23-25
• 2 膠體材料的粘度-濃度規(guī)律研究25-35
• 2.1 粘度的概念及測(cè)試意義25-26
• 2.1.1 粘度的概念與影響因素25
• 2.1.2 粘度的分類(lèi)與單位25-26
• 2.1.3 粘度的測(cè)試方法26
• 2.2 膠體材料的粘度試驗(yàn)26-31
• 2.2.1 粘度的測(cè)試方法確定及儀器選擇26-27
• 2.2.2 粘度試驗(yàn)中的注意事項(xiàng)及原則27-28
• 2.2.3 膠體溶液的粘度測(cè)定實(shí)驗(yàn)28-31
• 2.3 粘度測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果及分析31-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 3 膠體材料對(duì)煤體粘結(jié)性研究35-41
• 3.1 膠體材料對(duì)煤體粘結(jié)性試驗(yàn)意義及介紹35-36
• 3.1.1 膠體材料對(duì)煤體粘結(jié)性試驗(yàn)意義35
• 3.1.2 膠體材料對(duì)煤體粘結(jié)性試驗(yàn)35-36
• 3.2 膠體材料對(duì)煤體粘結(jié)性試驗(yàn)步驟36-38
• 3.2.1 膠體溶液的配置36-37
• 3.2.2 煤粒試樣的制備37
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟37-38
• 3.3 膠體材料對(duì)煤體粘結(jié)性試驗(yàn)結(jié)果及分析38-40
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果38-39
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 4 膠體溶液在煤體中滲透規(guī)律研究41-49
• 4.1 膠體溶液在煤體中的滲透擴(kuò)散試驗(yàn)41-42
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>41
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)所需材料41-42
• 4.2 膠體溶液在煤體中試驗(yàn)步驟42-44
• 4.2.1 膠體溶液的配置42
• 4.2.2 煤粒試樣的制備42
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟42-44
• 4.3 膠體溶液在煤體中的滲透擴(kuò)散試驗(yàn)結(jié)果及分析44-45
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果44-45
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析45
• 4.4 冷水速溶膠粉在煤體中的滲透擴(kuò)散試驗(yàn)45-48
• 4.4.1 膠體溶液的配置46
• 4.4.2 煤粒試樣的制備46
• 4.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果46-47
• 4.4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析47-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 5 膠體對(duì)煤樣抗剪強(qiáng)度影響研究49-70
• 5.1 直接剪切試驗(yàn)的原理49-50
• 5.2 煤樣抗剪強(qiáng)度的膠敏性試驗(yàn)50-62
• 5.2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>50-51
• 5.2.2 試驗(yàn)儀器及流程介紹51-53
• 5.2.3 試驗(yàn)結(jié)果53-57
• 5.2.4 試驗(yàn)結(jié)果分析57-62
• 5.3 煤樣抗剪強(qiáng)度與含膠量關(guān)系研究62-69
• 5.3.1 試驗(yàn)結(jié)果62-65
• 5.3.2 試驗(yàn)結(jié)果分析65-69
• 5.4 本章小結(jié)69-70
• 6 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)70-81
• 6.1 工作面概況70
• 6.2 煤層注膠概述70-71
• 6.2.1 煤層注膠特點(diǎn)70-71
• 6.2.2 煤層注膠適用條件71
• 6.3 煤壁注膠工藝71-76
• 6.3.1 工藝參數(shù)確定71-72
• 6.3.2 注膠系統(tǒng)72-73
• 6.3.3 注膠工藝73-76
• 6.4 現(xiàn)場(chǎng)注膠76-77
• 6.5 現(xiàn)場(chǎng)注膠效果分析77-80
• 6.5.1 膠體溶液滲透半徑77
• 6.5.2 注膠前后煤壁片幫情況77-79
• 6.5.3 注膠前后工作面煤體物理力學(xué)參數(shù)79-80
• 6.6 本章小結(jié)80-81
• 7 結(jié)論與不足81-84
• 7.1 結(jié)論81-83
• 7.2 不足83-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 致謝88-89
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加科研項(xiàng)目及發(fā)表論文情況89

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本文編號(hào)：553209