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“三软”煤层工作面煤壁片帮防治试验研究

         
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破碎煤岩加固技术是预防“三软”煤层片帮的有效手段。以“三软”煤层工作面安全开采为背景,通过理论分析,力学试验、三维FLAC计算,现场检测等多元方法,研究了工作面片帮机理、破碎煤岩加固室内力学实验与工作面煤壁加固数值模拟及工作面煤壁加固效果评价,确定了改性煤岩加固力学强度及围岩演化规律,并开展了现场注浆加固及注浆参数试验。综合研究表明:煤壁片帮与支承压力、基本顶运动、采高、煤岩裂隙、煤质等因素密切相关,且越靠近顶板的煤壁更容易片帮,进而得出煤壁的最大挠度ωx和最大转角φ_(max);30%的加固材料加固后的煤岩强度分别比原煤岩分别增加了6.4倍和6.6倍,脆性特征明显;注浆间距等距条件下,最佳注浆压力为10 MPa,注浆后,支承压力应力峰值距煤壁的距离缩短了40%,煤壁前方塑性区降低了33.33%;对注浆加固试验结果在片帮严重区域进行应用实施,将30%的加固材料通过10 MPa(气动注浆)压力下注入煤岩后,浆液在煤壁内形成“注浆材料-煤层”组合体,煤壁由松软、破碎变为整体平整状态,浆液最低扩散半径达到了4 m,煤壁平均片帮量保持在0.3 m以内,支架满足初撑力要求,煤壁变形量得到有效控制,稳定性显著增强。

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