煤炭学报

作者：杨胜利, 杨 毅,

关键词：煤壁破坏, 柔性加固, 孔径比, 注浆材料,

近年来,工作面煤壁柔性加固技术的提出丰富了煤壁破坏防治技术理论。 为了进一步揭示 煤壁柔性加固技术中柔性棕绳的作用机制,明确浆液和柔性棕绳的耦合关系,降低柔性加固技术的 技术成本和应用难度,通过物理实验、理论分析、设备开发、工程应用等研究手段,优化了煤壁柔性 加固工艺。 通过三维相似模拟实验,对比研究了煤壁无加固、煤壁注浆加固和煤壁柔性加固条件下 煤壁的破坏特征,从宏观上揭示了煤壁柔性加固机理和柔性棕绳作用机制;将钻孔直径与柔性棕绳 直径的比值定义为孔径比,通过“柔性棕绳、浆液、煤体”拉拔试验,研究了孔径比、浆液类型对柔性 加固效果的影响,从而确定了浆液和柔性棕绳的数量耦合关系,开发了低成本的柔性加固注浆材 料;通过设备开发,研制了半环形注浆管。 研究表明:煤壁采用柔性加固可有效提高煤体的整体性 并减小煤壁破坏深度;当孔径比介于1.6~1.9时,煤壁柔性加固效果最佳,且越接近 1.9,柔性加 固效果越好;采用“超细水泥、矿粉、水玻璃”混合材料作为柔性加固注浆材料,矿粉添加量不超过 30% ,水玻璃的添加量不超过 10% ,可降低柔性加固技术应用成本;研制的半环形注浆管可有效减 小所需钻孔直径,降低技术应用难度;最后通过在瑞隆煤矿仰斜开采工作面应用煤壁柔性加固技 术,有效的缓解了煤壁破坏的发生,提高了煤壁的稳定性。 本文通过一系列实验研究,系统的优化 了煤壁柔性加固工艺,为煤壁柔性加固技术的科学应用提供了借鉴。

来源：2019年第9期

《煤炭学报》期刊编辑部

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