本文以渦北煤礦8205風巷實際地質情況為基礎,針對煤礦松散破碎煤體巷道支護困難,維護不易的問題,通過現場煤體取樣,實驗室測試分析,數值模擬和工程試驗等手段展開研究。以破碎煤體顆粒和水泥顆粒為切入點,在宏觀煤體和水泥物理、力學性能測試實驗的基礎上,運用數值模擬以細觀顆粒構建水泥煤體顆粒注漿固結體模型,分析并驗證破碎煤體水泥注漿固結規(guī)律。最后,通過現場煤礦井下巷道試驗水平高壓旋噴注漿,將高壓旋噴技術首次試驗到煤礦工程中。綜合本文所述內容,得到以下主要結論:（1）詳細闡釋了渦北煤礦8205風巷地質情況及特點,并現場取樣破碎煤體,通過粒徑篩選,按合適粒徑配比,制作型煤,實驗室測定在20MPa成型壓力下煤體平均單軸抗壓強度為1.4MPa。（2）開展了普通硅酸鹽水泥物理成分和水化凝固過程實驗室試驗研究,測試了不同水灰比情況下,不同齡期的水泥固結體單軸抗壓強度、結實率以及粘度等性能,并確定水灰比在0.8¹.0之間,水泥固結性能最佳。（3）分析了注漿固結的基本機理,實驗室測定了破碎煤體與水泥注漿固結體不同質量配比情況下的單軸抗壓強度,與型煤強度比較,固結體強度得到明顯提升。（4）... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：76 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

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圖 1-2 一次能源消費結構變化Fig 1-2 Changes in the structure of primary energy consumption目前，我國煤炭生產量主要依賴地下井工開采。地下開采的過程中，會遇到各種地質構造和煤巖層發(fā)育狀況，煤炭的賦存情況也各不相同，隨著煤礦開采深度逐年加深，井下圍巖應力也越來越高，造成煤層整體呈松散破碎狀況，經開采統(tǒng)計發(fā)現，我國許多礦區(qū)廣泛存在煤層松散破碎，如淮北礦區(qū) 8 煤和 7 煤、淮南礦區(qū) 13 煤和 7 煤、陜西韓城礦區(qū) 3 煤、山西晉城礦區(qū) 3 煤、河南平頂山礦區(qū)丁6 煤等。煤層松散粘聚力低、承載力極差，工作面兩巷支護極端困難，采掘效率

（a）球形理論 （b）柱形理論圖 1-3 滲透注漿擴散方式Fig. 1-3 Osmotic grouting diffusion mode3）壓密注漿對于壓密注漿，主要針對黏土性地層，采用高濃度粘稠漿液，經鉆孔注入地由于漿液的濃度較大，漿液顆粒體積較土體顆粒體積大，故而，漿液不會產下滲透效應，隨著漿液的增多，會反向產生一個向上的支撐力，提升上浮土對地面沉降能起到很明顯的效果，同時漿液增多也對土體產生擠壓作用，加液固化作用，進一步增加其強度[40-43]。4）劈裂注漿理論相對于滲透注漿，劈裂注漿則需要較大的注漿壓力，同時，作用方式也有所，屬于先破壞后加固的注漿類型[44]。漿液注入介質時，需要提供較大壓力，壞介質的抗拉強度，漿液會沿著介質內部應力的作用方向持續(xù)破壞，產生更水平和豎直裂隙，進一步對介質進行破壞并且擠壓介質周圍巖體，當漿液凝，在破碎的裂隙內形成脈狀固結體，可以充分改善原有地質破碎情況，增強[45-47]

【參考文獻】：
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本文編號：3228690