薄煤层破碎顶板控制技术研究与应用

摘要

煤矿企业生产中，顶板的控制管理一直是矿井安全生产的重要环节，但煤层顶板破碎引起工作面上冒顶、片帮，给矿井生产带来了巨大的安全隐患，对工人的生命安全和煤矿的经济效益构成了威胁。
　　本文以新汶集团赵官煤矿破碎顶板条件下的3702工作面为工程实践背景，在大量工程实测和现场调查的基础上，通过理论分析、数值模拟和现场观测等方法对薄煤层破碎顶板控制中的应用做了深入细致地研究。运用相关理论知识、数值模拟，分析了工作面支承压力分布和矿压显现规律以及理论计算了直接顶、老顶的厚度和它们的初次来压、周期步距，模拟研究在工作面推进过程中顶板破断过程与形态，并结合现场的实际矿压观测确定老顶的初次来压步距44.5m，周期来压步距17.6m。通过对裂隙可注性与裂隙内浆液的流动规律的分析，结合材料对比试验选择了山东润成(标号:P.O42.5R)超细水泥作为注浆材料。综合工作面的地质条件、矿压显现规律以及裂隙岩体的注浆机理，提出在工作面推进过程中对其前方顶板超前预注浆加固处理和停采线附近进行超前预注浆加固处理的顶板控制方案，并对注浆方案的各个参数进行了合理设计，确定注浆孔间距范围在1.0～2.0m，孔径为φ95mm，注浆压力范围在4～7MPa.，注浆结束标准(注浆终压达到设计要求，吸浆量小于5L/min，稳定10min～20min)。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究的意义

1．2 国内外研究现状

1．3 主要研究内容与技术路线

2 课题研究的基础条件

2．1 煤层地质条件

2．2 采煤方法

2．3 本章小结

3 工作面支承力及矿压显现规律

3．1 采场空间结构及其应力分布规律

3．2 影响矿压显现的上覆岩层

3．3 工作面覆岩运动规律的数值模拟

3．4 工作面矿压显现实测研究

3．5 本章小结

4 顶板岩层注浆加固研究

4．1 裂隙岩体注浆机理

4．2 注浆加固材料

4．3 注浆加固方案

4．4 注浆基本参数

4．5 本章小结

5 破碎顶板控制工程实践

5．1 注浆设备

5．2 注浆工艺

5．3 施工注意事项

5．4 安全开采技术对策

5．5 效益分析

5．6 本章小结

6 主要结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间参与科研项目