2019西安煤炭会议古全忠

汇报人：胡成成古全忠博士，P.E.久威矿山安全工程有限责任公司古全忠：183-0959-0537微信：gumining目录无机材料矿山应用特点与发展现状不同应用条件下无机材料特性要求与现场效果有机无机矿山安全支护应用特点类别支护效果价格反应温度散热性能是否阻燃主要用途有机材料立竿见影昂贵高差否救急抢险无机材料需要一定时间便宜低好是矿山围岩早期维护有机与无机材料矿山应用区别无机材料在矿山支护应用前提：有机材料一部分功能，无机材料都可以实现，如：围岩注浆加固。无机材料矿山应用发展过程无机材料种类：陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料。矿山支护上，第一类，利用水泥，进行围岩表层柔性支护、砼底板以及注浆加固。第二类，利用尾砂、废料、粉煤灰等作骨料料，配合胶凝材料、外添加剂以及水等形成充填材料。根据其发展过程，先后产生了膏体、似膏体、高水材料以及超高水材料。用于煤矿巷旁充填支护,采空区堵漏灭火、阻燃、井巷壁后充填支护等。第三类：在第二类发展基础上，针对现场，研制的其它新型材料。无机材料矿山应用要求目前，无机材料在矿山安全方面主要应用在：注浆加固，注浆堵水，充填及巷旁支护等。对材料特性要求一般如下：（1）流动性能好；（2）泌水率小；（3）初凝时间可调，以满足不同条件需求；（4）短期强度高，发展快，达到快速支护目的；（5）其它：如注浆材料与煤岩体变形模量匹配等。6无机材料研发存在的问题（1）产品种类少：形不成系列化（2）质量得不到保证：原材料选择购买标准不一；（3）易污染：生产过程中，粉体材料，易污染环境；（4）配套设备：不标准，不统一，难拆卸，通用部件少，可靠性差（井上下挪动搬运过程中，施工前，设备需多次检修试调）。不同应用条件下无机材料特性要求与现场效果矿山五大灾害：水：疏水降压，注浆封堵火：快速注浆密闭，隔离氧气，降低温度瓦斯：煤尘：顶板：破碎围岩-注浆加固，控顶支护-柔模支柱无机材料应用-堵水与加固性能要求：双液，速凝、早强、高渗透性、粘结性强、结石率高等，凝结时间和胶结强度可调，混合后浆液遇水成絮状，不扩散。具体指标：1、双液混合前，6h内浆液不凝固、不泌水、不沉淀；2、双液混合后，1~5分钟失去流动性，5~15分钟完全固化；3、浆液在0.5~2:1水灰比下浆体结石率可达100%；4、结石体2h的强度能达到8-15MPa以上。2#顶板岩性：直接顶，泥岩1.54m，粉砂岩2.34m基本顶，细粗砂岩19.44m。涌水量：30m3/h。出水点及注浆锚索布置无机材料应用-堵水泄水孔无机材料应用-堵水水灰比2h/MPa4h/MPa8h/MPa24h/MPa3d/MPa28d/MPa0.6:116.320.521.722.322.823.20.8:112.813.814.614.815.717.51:19.610.511.411.912.514.71.2:16.27.27.88.510.611.7无机材料强度发展特征无机材料应用-注浆加固破碎顶板加固无采动影响阶段（2）开始变形阶段（3）严重变形阶段工作面顺槽顶板演化过程回采工作面下一工作面试验巷留巷位置状态位置状态6m孔底1.9m裂隙5.8m1-2cm煤线1.8m裂隙5.1m2cm破碎区1.7m破碎区3.7m小裂隙1.65m破碎区3.5m竖向裂隙，区域破碎1.55m破碎区3.25m小破碎区，裂隙1.45m竖向裂隙3.1m小裂隙1.4m破碎3.0m小破碎区1.2m破碎2.8m小裂隙1.1m破碎2.7m裂隙0.8m破碎2.45m裂隙、小破碎区0.5m3cm厚破碎区2.1m倾斜裂隙至孔口位置破碎2m开口裂隙工作面前方25m位置无机材料应用-注浆加固距孔口3.8m位置距孔口3.86位置距孔口3.8m位置距孔口3.86位置注浆前注浆后无机材料应用-注浆加固注浆锚索新型施工工艺拉拔实验（施工时间6月19日）时间锚索编号6月21日6月22日6月23日6月25日备注133MPa50MPa(未拉出)（1）不使用锚固剂直接注浆。（2）试验锚索直径：22mm238MPa（拉出）17MPa337MPa(拉出)①直径22mm的锚索，1MPa拉拔力=7KN；②2#锚索，现场注浆时存在跑浆现象。为验证无机注浆材料与煤岩体的粘结性，6月19日上午施工了三根不使用锚固剂直接注浆的锚索，两天后，现场拉拔试验情况如下：无机材料应用-注浆加固无机材料应用-充填进风井原有闭墙煤层顶板工字钢梁，木板，风筒布2m底部充填体，水灰比3:1上部充填体，水灰比5:127,9414,18,5421,6729°5,223,022,57,051,52斜井上方有遗留煤柱现场记录：小来压次数不断，支架活柱下缩约300mm，支架压力450bar。工作面在其下方通过无机材料应用-软顶支护力学性能要求Puapcpbpabc1u3u2u直径：76.2cm直径：60.9cm高承载与让压支护特征，有效解决了传统围岩支护时机不好把握的问题。挂袋支模注浆成型08年引入泵送支柱进行软顶治理应用无机材料应用-软顶底支护17年以科研项目的形式进行底鼓治理无机材料应用-空巷支护18年空巷治理26162L–154L无机材料应用-巷旁支护嵌入煤体折弯折断留小煤柱沿空掘巷后回采距工作面约15m位置，巷高2.2m，巷宽1.5m。原巷道净高3.8m，净宽5m。泵送支柱施工前7#顶部一侧接触工字钢初始高3080mm，现高2800mm8#顶部避开工字钢距工作面约22.5m9#顶部正对工字钢初始高3300mm，现高2900mm留小煤柱沿空掘巷后回采泵送支柱施工后（试验段）