矿山覆岩注浆过程中注浆压力分析

矿山覆岩注浆过程中注浆压力分析

一、矿山覆岩离层注浆时的注浆压力分析(论文文献综述)

牟兆刚[1](2021)在《覆岩离层注浆工程有关技术问题探讨——以夏店煤矿为例》文中认为覆岩离层注浆是一个系统工程,在可行性研究、设计、施工阶段严格把关、科学取值、认真执行将会达到预期减沉效果。以山西夏店煤矿3117工作面覆岩离层注浆项目为例,研究了影响离层注浆充填效果的因素;分析了可行性研究阶段实施勘察孔与按最不利地层设计的必要性;提出了注浆设计阶段确定注浆层位、注浆时机、钻孔裸孔段长度的方法;认为注浆施工阶段注浆压力变化可划分为预压裂、压力速降、压力较小、压力增大、压力持续5个阶段;探讨了注采关系及控制工作面推进速度的原则。

李建[2](2021)在《采动覆岩隔离注浆充填浆液流动规律的实验研究》文中进行了进一步梳理浆液在覆岩采动裂隙内的流动规律是注浆充填设计的重要理论基础。对覆岩隔离注浆充填工况下的浆液流动问题进行分析,确定了注浆充填浆液流动的核心问题。以注浆压力为导向,把浆液的流动规律分成“无压、有压”两阶段,通过设计可视化覆岩注浆充填浆液流动模拟实验系统,开展了粉煤灰浆液在无压阶段、有压阶段的流动规律实验研究。采用理论分析与实验研究相结合的方法研究了覆岩隔离注浆充填浆液在无压阶段的流动规律。通过量纲分析方法建立了浆液流动距离的无量纲公式;利用注浆充填浆液流动模拟实验结果,对无量纲方程进行求解。研究了注浆流量、终孔距裂隙底部的高度、浆液黏度等因素对粉煤灰浆液流动距离与浆体形态的影响。结果表明:无压阶段,浆液的流动经历了径向和双向流动两个阶段,以双向流动为主。其中,径向阶段呈以注浆孔为中心的圆形流动,双向阶段呈两边对称的面状流动。基于实验结果,求解了浆液无压阶段的流动距离公式,并对公式的有效性进行了验证。为模拟浆液在离层内由无压到有压阶段的流动过程,设计了采动覆岩隔离注浆充填浆液流动模拟实验系统,利用该实验系统对浆液的流动通道、离层腔体内压力分布、浆体固结及充填体厚度分布进行了研究。结果表明,由无压阶段进入有压阶段后,浆液流场开始呈现近似椭圆形的优势流动通道,该通道沿走向不断扩展,扁平度不断增大;浆液压力随着注浆时间增加而不断增大,各点压力呈现了类似的变化趋势,且压力值呈现微小差异,相对于距离钻孔较远的点注浆压力有轻微衰减。浆体厚度呈现中部大两侧小的梯台特征。研究成果阐明了浆液流动规律,为覆岩隔离注浆充填设计提供了理论基础。本论文含有图29幅,表格3个,参考文献140篇。

黄鑫[3](2020)在《王坡矿受二次动压回采巷道注浆加固技术研究》文中研究说明王坡矿3213运输巷围岩强度低,煤体破碎、节理裂隙发育,且服务期间要承受上区段和本区段工作面回采影响。本文以该运输巷为研究对象,运用理论分析、数值模拟和工业性试验等方法,对受两次动压影响回采巷道围岩变形机理与注浆加固技术进行了研究。主要研究成果如下:(1)利用钻孔探测方法探明了受一次采动影响后巷道围岩裂隙发育程度及范围,结果表明:浅部围岩裂隙发育程度最高,随着深度的增加裂隙数量与发育程度逐渐降低,两帮煤体破碎范围约为5.5 m。(2)建立了3213运输巷基本顶结构模型,明确了两次采动影响下巷道围岩结构变化、塑性区分布特征。受一次采动影响时,巷道基本顶侧向断裂位置在煤柱之上,在侧向支承应力作用下巷道围岩变形增加;受二次采动影响时,巷道处于应力叠加区域内,在超前支承应力作用下围岩变形量快速增加,表现为顶板下沉、两帮移近及底板鼓起,围岩应力环境进一步恶化,塑性区范围明显扩大,巷道围岩稳定性急剧降低。(3)确定了巷道注浆加固的思路,分析了注浆加固机理,针对受两次采动影响巷道围岩结构及变形破坏特征,提出了深浅围岩注浆等三种注浆方案,通过数值模拟对比了不同方案围岩控制效果,结果表明:采用“顶板7 m注浆锚索及注浆管注浆+两帮6 m注浆锚索及注浆管注浆加补强锚索加固”方案时巷道顶底板及两帮最大变形量为389 mm、234 mm,与原支护相比分别降低了42.11%、60.2%,加固效果最佳。(4)确定了注浆加固施工方案及工艺参数,试验对比分析了不同注浆时机的注浆时机条件下巷道围岩变形特征,即常规注浆加固段:在浅部注浆结束后3~5 d进行深部注浆;分阶段注浆加固段:超前工作面80 m处进行深部注浆。结果表明:两种注浆加固方式,巷道围岩变形量均在可控制范围内,同常规注浆加固段相比,采用分阶段注浆加固段顶板最大离层值及顶底板、两帮最大变形量分别降低了20.6%、30.3%、23.3%,围岩控制效果更佳。论文有图68幅,表6个,参考文献91篇。

梁彦波[4](2020)在《长壁开采老采空区注浆加固减缓覆岩体残余沉降研究》文中指出近些年来,我国城镇化建设发展迅速,因城市面积不断扩张而造成的土地资源利用紧张问题日益凸显,从而迫使一些新建建(构)筑物不得不穿越老采空区上方区域建设使用,老采空区虽然经过长时间的自然压实已趋于稳定,但在地表新增荷载的作用下,极易产生二次活化,所以为保障新建建(构)筑物的正常安全使用,须对拟建区域采空区地基进行稳定性分析和评价,采取合理的措施对采空区进行治理和加固。目前,注浆技术被广泛应用于采空区治理中,但注浆技术其本身实践性较强,工程施工时多以经验为主,有关注浆材料、工艺和设备等方面的研究较多,而有关采空区注浆减沉理论、注浆前后破裂岩体的承压特性、注浆模拟及效果测评等方面的研究相对不足,需要进一步的完善。本文通过理论分析、室内试验、数值模拟等手段,对采空区注浆加固减沉机理,采空区破碎岩体注浆前后的压实特性以及采空区注浆加固效果的模拟进行了研究。首先在分析了老采空区覆岩结构的基础之上,总结前人对注浆理论的研究,将采空区注浆区域进行了划分,总结了各注浆区域浆液的流动特性;提出了矸石加固体、矸石体和岩梁加固体组成的采空区注浆加固支撑系统,对该耦合支撑系统的力学作用机制进行了研究;为保证粉煤灰水泥浆液的可注性,最大限度的节约注浆成本,通过室内浆液配比试验,获取不同配比条件下的粉煤灰水泥浆液的各龄期抗压强度、粘度、凝结时间、结石率等各项物理力学参数,对大掺量粉煤灰基浆液的配比进行了优化;在浆液配比实验研究的基础上,利用岩石真三轴试验系统对自然状态下不同初始粒径级配的破碎岩石在自制刚性压缩筒中进行单轴侧限加载试验,研究破碎岩体注浆前后的承压变形特征并进行对比分析;根据已有采空区地质资料,利用FLAC3D数值模拟软件模拟了从采空区只受自重影响到注浆加固,再到上部施加建筑物荷载的过程,结果表明,注浆加固后地表残余变形的各项变形参数值较注浆前均有明显的减少,当对模型施加地表建筑荷载后,地表残余变形的各项参数和注浆后相比略有增加,但增加的较小,可认为拟建区域场地在注浆后达到基本稳定,符合相关拟建建筑物规范和设计要求,适宜拟建建筑物的建设。

姜鹏飞[5](2020)在《千米深井巷道围岩支护—改性—卸压协同控制原理及技术》文中认为我国埋深1000m以下的煤炭资源丰富,主要分布在中东部地区。与浅部煤矿相比,千米深井最大的特点是地应力高、采动影响强烈,巷道开挖后即表现为变形大、持续时间长、稳定性差,受到工作面采动影响后,围岩变形与破坏进一步加剧,甚至出现冒顶、冲击地压等灾害。适用于中浅部煤矿的围岩控制方法与技术不能解决千米深井难题。为此,本文以我国淮南矿区中煤新集口孜东矿千米深井121302工作面运输巷为工程背景,采用理论分析、实验室试验、相似材料模型试验、数值模拟及井下试验相结合的方法,研究千米深井巷道围岩大变形机理及支护-改性-卸压协同控制原理及技术,为千米深井巷道围岩控制提供基础。本文研究内容包括五个方面:(1)从地应力、围岩裂化、超长工作面采动、偏应力诱导围岩扩容等多个角度研究千米深井巷道围岩大变形机理。(2)采用相似材料模型试验对比研究单一锚杆锚索支护与支护-改性-卸压协同控制2种方案下巷道围岩及支护体受力、巷道裂隙分布与变形规律。(3)采用数值模拟研究单一锚杆锚索支护、支护-改性-卸压等多种方案下巷道围岩变形破坏机理,揭示千米深井巷道支护-改性-卸压协同控制原理。(4)研发千米深井巷道支护-改性-卸压协同控制技术。(5)提出口孜东矿千米深井巷道支护-改性-卸压协同控制方案,并进行井下试验与矿压监测,对研究成果进行验证。通过论文研究,取得以下结论:(1)井下实测得出口孜东矿试验巷道所测区域最大水平主应力21.84MPa,垂直应力25.12MPa,地应力场以垂直应力为主。实验室测试得出13-1煤层顶底板以泥岩为主,强度低、胶结性差,煤岩层中粘土矿物含量占除煤质以外矿物总含量的60%,极易风化和遇水软化。井下测量发现巷道变形主要为帮部大变形和强烈底鼓,大量肩窝锚杆、锚索破断,托板翻转、钢带撕裂,导致支护破坏与失效。(2)数值模拟揭示了不同地应力、围岩强度劣化、工作面长度及偏应力等地质力学与生产条件参数对千米深井巷道围岩变形影响机制,揭示了千米深井巷道围岩大变形机理和3个主要影响因素:高应力、软岩与流变、超长工作面强采动作用,提出了千米深井软岩巷道的支护-改性-卸压协同控制方法和“三主动”原则:采用高预应力锚杆与锚索实现主动支护;采用高压劈裂注浆主动对软弱破碎煤层改性;采用超前水力压裂实施主动卸压。(3)相似材料模型试验结果表明,直接顶初次垮落步距30m,基本顶初次来压步距55m,周期来压滞后工作面后方5m。受高应力与顶板泥岩的影响,工作面随采随冒。对比分析了非压裂与压裂两种情况下上覆岩层垮落与断裂形态,未进行水力压裂卸压时,受工作面开采影响,煤柱上方顶板产生1条断裂线;采用水力压裂卸压后,煤柱上方顶板产生了2条断裂线,且在压裂范围产生了1条明显的裂隙和多条微小裂隙,减小了上覆坚硬岩层的悬顶范围,激活了原生裂隙,降低了煤柱采动应力,从而减弱了强烈采动影响。(4)相似材料模型试验研究获得了单独采用锚杆锚索支护与采用支护-改性-卸压协同控制2种方案下围岩与支护体受力、巷道变形与破坏特征。采用支护-改性-卸压协同控制方案巷道围岩承载能力较单独采用锚杆锚索支护时增强,锚杆锚索受力增大,巷道围岩完整性、强度、锚固力提升,采动应力降低,巷道围岩裂隙长度、宽度和分布范围减小,支护-改性-卸压三者存在协同互补的关系。采用支护-改性-卸压协同控制方案后,巷道断面收缩率30.8%;较单独采用锚杆锚索支护方案断面收缩率降低61.5%。(5)采用数值模拟研究了支护-改性-卸压协同控制巷道围岩受力、变形与裂隙分布特征,并与无支护、锚杆锚索支护进行了对比分析。巷道围岩采用支护-改性-卸压控制后,巷道周围煤岩体垂直应力均明显高于无支护及锚杆锚索支护巷道,而煤柱侧中部至采空区区域及实体煤侧深部区域其垂直应力较无支护及锚杆锚索支护巷道降低,巷道变形、产生的剪切和张拉裂隙显着减少。(6)提出了支护-改性-卸压协同控制原理:通过高预应力锚杆、锚索及时主动支护,减小围岩浅部偏应力和应力梯度,抑制锚固区内围岩不连续、不协调的扩容变形;通过高压劈裂主动注浆改性,提高巷帮煤体的强度、完整性及煤层中锚杆、锚索锚固力;工作面回采前选择合理层位进行水力压裂主动卸压,减小侧方悬顶和采空区后方悬顶,并产生新裂隙,激活原生裂隙,降低工作面回采时采动应力量值和范围;三者协同作用,控制千米深井巷道围岩大变形。(7)研发出巷道支护-改性-卸压协同控制技术:开发了CRMG700型超高强度、高冲击韧性锚杆支护材料,揭示出锚杆的蠕变特性及在拉、剪、扭、弯、冲击复合载荷作用下力学响应规律。研究了微纳米无机有机复合改性注浆材料性能,该材料注浆改性后较未注浆的裂隙原煤抗剪强度提高81.5%,能够起到提高煤体结构面强度、完整性和锚杆锚索锚固性能的作用。提出了水力压裂分段压裂工艺技术及效果评价方法。(8)提出支护-改性-卸压巷道围岩控制布置方案与参数,并进行了井下试验和矿压监测。结果表明,与原支护相比,支护-改性-卸压协同控制方案应用后,充分发挥了锚杆、锚索主动支护作用,锚杆、锚索破断率降低90%;高压劈裂注浆提高了巷帮煤体的强度和完整性;顶板上覆坚硬岩层实施水力压裂,减小了工作面超前采动应力量值与变化幅度,降低了液压支架工作阻力。支护-改性-卸压协同控制方案井下应用后使巷道围岩变形量降低了50%以上。

陈龙[6](2020)在《基岩顶界松散层注浆充填减沉试验研究》文中提出我国东部采煤区的塌陷综合治理与生态修复属于重大难题,矿井采掘活动引起的土地塌陷问题越来越突出,如何解决采煤土地塌陷的问题得到了矿业界学者的高度重视。为了控制采煤引起的土地塌陷问题,论文综合采用数值模拟、理论分析、现场实测等方法,开展了基岩顶界松散层注浆充填减沉原理、模拟与现场试验研究。模拟研究了工作面基岩顶界松散层注浆充填减沉。通过对比分析不注浆开采和注浆开采时土地的移动变形情况,得到注浆后地表减沉率61%,且土地移动变形值均处于采煤塌陷土地Ⅰ级破坏所允许的范围内,验证了该技术具有显着的减沉效果,也证明了该技术具有治理土地塌陷的可行性。基于此,分析了不同注浆量与注浆不开采和注浆开采时地表竖向移动的变化规律,给出了基岩顶界松散层注浆充填地表下沉量的简要计算方法,简述了基岩顶界松散层注浆减沉的原理,分析了注浆量对该下沉量的影响规律,注浆量越大,地层水平浆脉的体积扩张越大,其对地层的抬升量越大,地表减沉效果越好,且符合实际工程的一般规律。研究了不同注采比对地表减沉效果的影响规律。通过分析注浆后的地表沉陷观测数据,验证了地表移动变形的模拟结果和实测结果高度吻合。基于此,研究不同注采比对地表减沉效果的影响规律,分析了不同注采比与地表减沉率、移动变形值、充填体厚度以及浆液扩散距离四个指标的动态变化规律,以及这些指标的变化如何反映地表减沉效果,得到了注采比越大,地表减沉率、充填体厚度以及浆液扩散的范围越大,最大移动变形量越小,松散层注浆充填的减沉效果就越好。同时进一步得出了注采比与地表移动变形值的量化关系,两者呈反比关系,注采比越大,地表减沉效果越好,且符合注浆充填工程中的一般规律,综合考虑工程成本和地表下沉的控制要求,得到了实际工程的最优注采比。评估了基岩顶界松散层注浆充填的沉陷控制效果。试验工作面共布置3个注浆孔,注浆充填量4.01万t,注采比18.6%。实测注浆区域最大下沉475mm(小于临界下沉量500mm),地表平均减沉率68.3%,减少影响农田耕种的土地高达100%,土地可以正常耕种。结果表明该技术有着显着的减沉效果,成功地解决了采煤塌陷土地治理问题,且吨煤充填成本也仅为10元左右,此时的经济性更好。本论文含有图33幅,表格7张,参考文献99篇。

支光辉[7](2020)在《“三软”厚煤层综放工作面沿空掘巷围岩锚固控制研究》文中研究说明赵家寨矿属于典型的“三软”厚煤层,回采巷道托顶煤平均厚度2~3m不等,沿空掘巷局部地段破坏严重,影响现场正常使用。在施工锚网索支护时,存在锚固孔成孔质量差、塌孔现象严重以及锚固力较低等问题,临近采空区小煤柱表现尤为严重。因此,论文基于赵家寨矿现有地质开采条件,采用现场观测、理论分析、数值模拟、相似模拟以及现场试验等方法对“三软”厚煤层综放工作面沿空掘巷矿压显现规律、松软破碎煤体钻-封-注一体化锚固机理及工艺、装置等进行了系统深入的研究。主要取得了以下研究成果:(1)在现场观测的基础上,分析了留小煤柱沿空巷道围岩变形破坏特征,发现沿空掘巷围岩变形呈现非对称形式,小煤柱侧变形值及所受垂直应力较大;围岩塑性区范围较大,小煤柱完全呈现塑性状态,且小煤柱内有一剪切带,可能会导致小煤柱的失稳破坏。(2)基于自主设计的钻-封-注一体化可接长锚杆,通过理论分析,论述了“三软”厚煤层综放工作面沿空小煤柱巷道钻-封-注一体化锚固机理。优化确定了钻-封-注一体化可接长锚杆杆体和连接件的强度和尺寸,确定了最优注浆压力,分析了封孔长度与封堵效果关系。发现在软煤中注浆裂隙扩展范围较大,注浆稳定后相同测量圆孔隙率、应力均呈现软煤>中软煤体>硬煤特征。(3)自主研发了注浆锚固技术综合试验台,通过对钻进过程中钻-封-注一体化可接长锚杆的振动特征监测发现,松软煤体中钻进时锚杆的纵向振动加速度值远大于破碎煤体,为识别煤体的完整性提供了依据。超声波无损检测注浆效果发现,注浆范围能够使锚固范围内形成承载体。通过锚杆拉拔检测试验可知,松软煤体中锚杆拉拔力峰值平均值比破碎煤体中大,说明松软煤体中注浆锚固质量更好,锚固系统承载能力更高。(4)在井下现场对沿空掘巷煤柱侧进行钻-封-注一体化锚固试验,验证了实验室实验的结果和有效性。试验结果显示,各试验段锚固后的锚杆拉拔力峰值的平均值明显比附近的树脂锚固锚杆高、煤柱侧变形量小,由于钻-封-注一体化可接长锚杆杆体为空心、封孔为胶套、薄皮钢管加工的钻头,成本和同长度?20mm螺纹钢锚杆价格相当,减小了巷道支护和返修成本。

张凯[8](2019)在《覆岩隔离注浆充填开采地表沉陷预计方法》文中研究说明覆岩隔离注浆充填开采技术具有煤炭采出率高、充填成本低、采煤和充填相互干扰小等优势,是解决建筑物下压煤开采问题的一种重要方法。准确预计该充填方法的地表沉陷,对充填工程的方案设计、效果预计与评价均十分重要。然而传统的地表沉陷预计方法没有考虑覆岩注浆层位和注浆充填体分布等因素对岩层与地表下沉的影响,不适用于覆岩隔离注浆充填开采条件下的地表沉陷预计。针对这一问题,论文采用理论分析、数值模拟和现场实测验证的方法,对覆岩隔离注浆充填开采条件下的地表沉陷预计方法开展研究。建立了覆岩隔离注浆充填开采地表沉陷预计模型。基于岩层运动由下而上的分层传递规律,发现岩层运动仍可近似采用概率积分法预计。首先利用概率积分法,给出了注浆层位下方岩层的下沉计算公式;进而根据注浆充填参数确定了覆岩内充填体分布特征,并推导其计算公式;根据注浆层位下方岩层的下沉和充填体的厚度分布,推导得出了注浆层位上方岩层的下沉;最后利用注浆层位上方岩层下沉,计算得出了覆岩隔离注浆充填开采条件下的地表沉陷。基于建立的预计方法和模型,利用Python语言编制了覆岩隔离注浆充填开采地表沉陷预计程序。在程序设计过程中解决了坐标系转换、积分区间的划分、预计步长的确定、格网间距的确定、盆地边界点的确定等难点;该程序具有信息处理、预计计算、数据输出、单点查询和输出结果验证等模块,实现了对注浆充填和非注浆充填两种情况下的地表沉陷预计。通过淮北矿区覆岩隔离注浆充填工程实测数据验证了预计方法的准确性。将本预计方法得到的地表沉陷预计结果与实测地表下沉值、传统方法的预计结果进行对比得出,本预计方法的中误差控制在18.5%以内,偏差和也相对较小。预计结果比传统方法的精度更高,尽管和实际值还是有一定的差异,但可以满足工程的需要。该论文有图44幅,表6个,参考文献105篇。

李吉田[9](2019)在《孔庄煤矿7434工作面构筑物压煤覆岩隔离注浆充填开采方案研究》文中提出覆岩隔离注浆充填技术在关键层支撑上覆岩层的情况下,在工作面取合理采宽,使之处于非充分采动状态,并在相邻工作面之间设置保护煤柱。开采中,在关键层未破断时,通过地面钻孔高压将浆体注入覆岩离层中,在工作面中部形成压实区,来控制地表破坏。该技术在实践中有效的控制地表沉陷,得到了广泛的应用。本论文针对大屯煤电(集团)有限责任公司孔庄煤矿7434工作面被地面钢厂压覆的实际,研究了钢厂压煤覆岩隔离注浆充填开采方案。用数值模拟的方法模拟注浆条件下地表沉陷情况,在此基础上设计注浆开采方案。应用概率积分法分别对注浆充填开采和长壁直接开采进行地表沉陷预计。7434工作面走向长度1235m,倾斜长度197m,平均厚度4.5m,属于单一煤层开采,煤层条件适宜注浆。煤层埋深793.8m893.8m,上方有7层关键层。孔庄煤矿地势平坦,水源充足,电力架设方便,距5km处有一座电厂可用来供给粉煤灰。7434工作面开切眼侧被地面一座钢厂所压覆盖,需要应用注浆充填可以在保护钢厂的情况下,对其进行开采。所以7434工作面具备进行覆岩隔离注浆充填开采可行性和必要性。根据7434工作面的地质采矿情况与压煤情况,建立模型并进行注浆充填数值模拟。得出注浆区域最大下沉量是393mm;最大倾斜值是1.66mm/m;最大水平移动量范围是-177.5mm;最大水平变形量是-1.79mm/m。建筑物处于I级损坏等级,注浆充填工程有效的控制了地表下沉。根据此结果,注浆层位设置于距煤层顶板150m左右的第三层关键层。注浆压力设计为8MPa。注浆充填材料采用电厂粉煤灰,浆体浓度需要达到70%。需要采用开切眼侧压煤的钻孔布置方式进行注浆。要按照双孔布置的方法设置钻孔。需要5个钻孔进行注浆,单个钻孔间距1050m,钻孔组间距100200m。与搬迁开采、传统条带开采、传统的离层注浆充填开采、井下充填开采相比,注浆充填开采吨煤充填成本低,煤炭采出率高,下沉系数小。充填系统的建设周期短,投资较小。充填和采煤干扰较小。更适合解决7434工作面钢厂压覆问题。对7434工作面进行开采沉陷预计,根据以往文献确定出地表移动计算参数。沉陷预计分为长壁直接开采和注浆充填开采2种方案。长壁直接开采后工作面正上方处于IV级破坏,钢厂区域处于II级破坏;注浆充填开采后钢厂处于I级破坏。因此覆岩隔离注浆充填技术可以有效控制地表沉陷,在开采的同时保护钢厂。本论文含有图26幅,表格9个,参考文献87篇。

杨静[10](2019)在《地面水平定向钻孔注浆封堵覆岩导水裂隙的合理层位研究》文中研究指明高家堡煤矿煤系地层中普遍赋存一层巨厚、富水的洛河组含水层,是井下涌(突)水主要水源。该矿一盘区在实施限高开采与超前探放水条件下,采空区涌水量仍达到800m3/h左右。为了最大限度降低井下涌水量、减轻水害威胁,矿井开展了利用地面水平定向钻孔注浆封堵覆岩导水裂隙的堵水工程试验。由于采动裂隙在不同岩层层位会呈现不同的发育特征,而水平定向钻孔施工层位的不同将造成注浆材料在不同层位不同裂隙通道中的滞留特征,从而影响最终的堵水效果;因此研究确定水平定向钻孔的合理层位对于提高注浆堵水效果尤为重要。综合采用模拟实验、理论分析与现场实测等手段,对高家堡煤矿一盘区导水裂隙带分布、不同层位定向钻孔揭露的裂隙发育特征及其导浆表征以及最优注浆层位选择等问题开展了研究。利用基于关键层位置的“导高”判别方法以及数值模拟实验,对一盘区工作面不同开采条件下覆岩导水裂隙带发育高度进行研究,得到了一盘区导水裂隙带空间分布特征。由于不同区域导水裂隙发育存在明显差异,导致同一水平定向钻孔钻进会揭露不同发育特征的采动裂隙,从而引起不同的导浆特征和封堵特性。据此利用物理模拟实验对不同层位钻孔揭露的裂隙发育及其浆液导流特征进行了研究,得到了钻孔在不同层位由采区外侧向内钻进过程中揭露采动裂隙的3种典型类型:第一,钻孔钻进首先揭露超前支承压力引起的压剪裂隙,因其开度小、沟通性较差,故易于封堵;其次揭露岩层破断回转引起的V型上端张拉裂隙,裂隙开度大、且注浆浆液极易沿裂隙平面延展方向扩散,难以封堵;再次揭露岩层破断回转引起的倒V型下端张拉裂隙,因其易与下部离层裂隙沟通,浆液需达到其在离层中的平面扩散半径才能实现封堵;最后揭露中部压实区开度较小的闭合裂隙。第二,在第一种类型基础上,钻孔揭露上端张拉裂隙后还可能出现因穿层而揭露其与上部邻近岩层间的离层裂隙,注浆浆液封堵此类离层裂隙时,需使得注浆浆液达到其扩散半径才能实现顺利钻进。第三,在导水裂隙带以上区域穿层钻进揭露离层裂隙,此区域离层裂隙相对封闭空间量较小,因此在此轨迹下离层裂隙注浆相对容易封堵。综合考虑采动裂隙对注浆材料的滞留能力、注浆封堵的有效性、钻进施工的可靠性等3方面原则提出了水平定向钻孔注浆堵水的最优层位确定方法。即所选层位应利于堵水材料在裂隙通道中滞留而不至于跑浆,对应层位钻孔钻进应能揭露导水的主要裂隙通道,且钻进岩层岩性应能保持钻孔壁围岩稳定。据此对高家堡煤矿水平定向钻孔注浆堵水的最优钻进层位进行了确定,为堵水工程实施提供了参考和借鉴。

二、矿山覆岩离层注浆时的注浆压力分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、矿山覆岩离层注浆时的注浆压力分析(论文提纲范文)

(1)覆岩离层注浆工程有关技术问题探讨——以夏店煤矿为例(论文提纲范文)

0 引言
1 研究概况
    1.1 研究背景
    1.2 离层注浆影响因素分析
        1)采深。
        2)岩层条件。
        3)工作面采高。
        4)工作面采宽。
        5)隔离煤柱宽度。
        6)注采比。
        7)注浆层位。
    1.3 注浆施工
    1.4 注浆效果
2 主要技术问题探讨
    2.1 可行性研究阶段
        2.1.1 施工勘察孔的必要性
        2.1.2 按最不利地层条件设计的必要性
    2.2 注浆设计阶段
        2.2.1 注浆层位确定
        2.2.2 注浆时机确定
        2.2.3 裸孔段长度确定
    2.3 注浆施工阶段
        2.3.1 注浆压力及其变化规律
        2.3.2 注采关系
3 结论

(2)采动覆岩隔离注浆充填浆液流动规律的实验研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 问题的提出及研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 主要研究内容
    1.4 技术路线
2 覆岩隔离注浆充填中浆液流动核心问题分析
    2.1 覆岩隔离注浆充填压力表征
    2.2 浆液流动问题分析
    2.3 本章小结
3 充填浆液无压阶段流动规律的实验研究
    3.1 浆液流动距离无量纲理论模型
    3.2 浆液无压阶段流动实验研究
    3.3 浆液无压阶段流动模型的建立
    3.4 本章小结
4 充填浆液有压阶段流动规律实验研究
    4.1 实验设计及方法
    4.2 浆液流动特征
    4.3 浆液压力分布特征
    4.4 浆液析水固结特征
    4.5 充填体分布特征
    4.6 本章小结
5 主要结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 研究展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(3)王坡矿受二次动压回采巷道注浆加固技术研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容及技术路线
2 研究区域概况
    2.1 王坡矿概况
    2.2 巷道支护参数
    2.3 围岩破碎程度及范围
    2.4 本章小结
3 回采巷道围岩变形机理
    3.1 巷道围岩结构特征
    3.2 巷道围岩变形模拟
    3.3 巷道变形破坏原因分析
    3.4 本章小结
4 巷道围岩注浆加固技术方案
    4.1 巷道围岩加固思路
    4.2 注浆加固方式选择
    4.3 注浆加固方案
    4.4 注浆加固围岩控制模拟效果
    4.5 本章小结
5 工业性试验
    5.1 注浆工艺及参数
    5.2 支护效果监测及分析
    5.3 本章小结
6 主要结论
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(4)长壁开采老采空区注浆加固减缓覆岩体残余沉降研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状及存在问题
    1.3 研究内容与技术路线
2 长壁采空区注浆加固减沉机理分析
    2.1 长壁采空区覆岩结构及破坏特征
    2.2 采空区注浆浆液流动特性研究
    2.3 长壁采空区注浆介质体支撑作用分析
    2.4 本章小结
3 粉煤灰水泥注浆充填材料配比试验研究
    3.1 材料选择
    3.2 注浆充填材料性能要求
    3.3 试验方案及试验过程
    3.4 试验结果及分析
    3.5 本章小结
4 垮落带破碎岩石注浆前后承压变形特性研究
    4.1 试验准备
    4.2 试验方案及试验步骤
    4.3 试验结果分析
    4.4 本章小结
5 长壁开采老采空区注浆加固的数值模拟研究
    5.1 工程背景
    5.2 数值模型的建立及参数选取
    5.3 模拟结果分析
    5.4 工程对策
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 论文的主要结论
    6.2 主要创新点
    6.3 展望
参考文献
作者简历
致谢
学位论文数据集

(5)千米深井巷道围岩支护—改性—卸压协同控制原理及技术(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 选题意义
    1.2 国内外研究概况—文献综述
        1.2.1 深部高应力巷道围岩控制机理研究现状
        1.2.2 锚杆支护机理研究现状
        1.2.3 巷道围岩注浆改性机理研究现状
        1.2.4 采动巷道水力压裂卸压机理研究现状
        1.2.5 存在的问题
    1.3 论文主要研究内容
    1.4 论文研究方法与技术路线
        1.4.1 研究方法
        1.4.2 技术路线
第2章 千米深井巷道围岩大变形机理及协同控制方法
    2.1 千米深井巷道地质力学条件及支护现状
        2.1.1 试验巷道地质与生产条件
        2.1.2 巷道原支护方案与状况
        2.1.3 巷道支护存在的问题
    2.2 巷道围岩物理力学特性研究
    2.3 千米深井巷道围岩大变形数值模拟分析
        2.3.1 数值模拟方案及参数
        2.3.2 地应力对巷道围岩变形影响分析
        2.3.3 围岩强度劣化对巷道围岩变形影响分析
        2.3.4 工作面长度对巷道围岩变形影响分析
        2.3.5 偏应力对巷道围岩变形影响分析
        2.3.6 千米深井软岩巷道围岩大变形机理
    2.4 巷道围岩控制方法确定
    2.5 本章小结
第3章 巷道支护-改性-卸压协同控制相似材料模型试验研究
    3.1 试验方案
        3.1.1 试验工程背景
        3.1.2 试验内容
        3.1.3 试验方案
    3.2 模型相似材料与参数
        3.2.1 模型相似材料选取
        3.2.2 支护-改性-卸压相似参数
    3.3 大型高刚度可旋转采场相似模型试验系统
        3.3.1 高刚度可旋转式承载框架
        3.3.2 液压双向加载系统
        3.3.3 伺服控制系统
        3.3.4 多源信息监测系统
    3.4 模拟方案与模型铺设
    3.5 工作面开采矿压规律分析
        3.5.1 工作面开采覆岩破断形态及位移变化规律
        3.5.2 水力压裂对工作面回采覆岩断裂及裂隙分布的影响
        3.5.3 工作面开采阶段拟开挖巷道围岩采动应力演化规律
        3.5.4 工作面中部底板采动应力演化规律
    3.6 锚杆锚索支护巷道相似材料模型试验结果分析
        3.6.1 锚杆锚索支护方案模型内部应力分布规律
        3.6.2 锚杆锚索支护方案模型底板应力演化规律
        3.6.3 锚杆锚索支护巷道支护体受力变化规律
        3.6.4 锚杆锚索支护巷道围岩裂隙场分布及变形规律
    3.7 支护-改性-卸压协同控制巷道相似模型试验结果分析
        3.7.1 支护-改性-卸压协同控制方案模型内部应力分布规律
        3.7.2 支护-改性-卸压协同控制方案模型底板应力演化规律
        3.7.3 支护-改性-卸压协同控制巷道支护体受力变化规律
        3.7.4 支护-改性-卸压协同控制巷道围岩裂隙场分布及变形规律
    3.8 本章小结
第4章 巷道支护-改性-卸压协同控制数值模拟研究
    4.1 相似材料模型尺度下巷道支护-改性-卸压协同控制原理数值模拟
        4.1.1 相似材料模型尺度下数值计算模型建立
        4.1.2 工作面回采煤岩层应力及变形情况
        4.1.3 千米深井巷道围岩受力变形及破坏特征
        4.1.4 数值模拟与相似材料模型试验对比分析
    4.2 井下工程尺度下巷道支护-改性-卸压协同控制原理数值模拟
        4.2.1 井下工程尺度下数值计算模型建立
        4.2.2 千米深井巷道围岩支护-改性-卸压协同控制原理
    4.3 本章小结
第5章 巷道支护-改性-卸压协同控制技术研究
    5.1 千米深井巷道锚杆承载特性
        5.1.1 CRMG700 型超高强度高冲击韧性锚杆开发
        5.1.2 锚杆蠕变试验及分析
        5.1.3 锚杆拉、剪、扭、弯及冲击复合应力承载试验
    5.2 高压劈裂注浆改性材料与技术
        5.2.1 微纳米有机无机复合改性材料及性能
        5.2.2 煤样注浆改性剪切力学性能试验研究
        5.2.3 高压劈裂注浆改性井下试验
    5.3 水力压裂卸压技术
        5.3.1 水力压裂卸压机具与设备
        5.3.2 水力压裂卸压工艺
        5.3.3 压裂效果检测与评价
    5.4 本章小结
第6章 巷道支护-改性-卸压协同控制井下试验
    6.1 试验巷道支护-改性-卸压协同控制方案
    6.2 千米深井巷道支护-改性-卸压协同控制井下实施
        6.2.1 高预应力锚杆支护井下实施
        6.2.2 超前高压劈裂注浆改性井下实施
        6.2.3 水力压裂卸压井下实施
    6.3 千米深井巷道围岩矿压监测与效果分析
        6.3.1 井下矿压监测测站布置
        6.3.2 巷道变形与支护结构受力监测与分析
        6.3.3 一维采动应力监测与分析
        6.3.4 三维采动应力监测与分析
        6.3.5 工作面液压支架工作阻力变化分析
    6.4 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 主要结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
参考文献
致谢
读博期间发表的学术论文与其他研究成果

(6)基岩顶界松散层注浆充填减沉试验研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 主要研究内容和技术路线
2 松散层注浆充填的减沉研究
    2.1 试验区域基本条件
    2.2 数值模型的建立
    2.3 模拟结果分析
    2.4 松散层注浆充填减沉原理
    2.5 本章小结
3 注采比对松散层注浆充填减沉效果的影响研究
    3.1 松散层注浆充填减沉实测研究
    3.2 注采比对松散层注浆充填减沉效果影响的模拟研究
    3.3 本章小结
4 松散层注浆充填试验及效果评价
    4.1 注浆充填试验实施方案及总体控制情况
    4.2 松散层注浆充填减沉效果评价
    4.3 松散层注浆充填的经济性评价
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 工作展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(7)“三软”厚煤层综放工作面沿空掘巷围岩锚固控制研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究目的和意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 沿空掘巷围岩控制理论
        1.2.2 沿空掘巷围岩控制方法
        1.2.3 沿空掘巷围岩控制技术
    1.3 论文主要研究内容
    1.4 研究方法和技术路线
2 “三软”厚煤层沿空巷道矿压显现规律与围岩力学特征
    2.1 工程概况
    2.2 巷道围岩地质力学评估
        2.2.1 地质力学评估地点选择
        2.2.2 二_1煤物理力学参数测定试验
        2.2.3 巷道顶板岩层状态探测
        2.2.4 工作面回采过程中巷道围岩变形监测
        2.2.5 原支护结构受力及破坏方式
    2.3 小煤柱护巷合理性及尺寸确定
        2.3.1 小煤柱护巷合理性分析
        2.3.2 小煤柱合理尺寸的确定
    2.4 沿空掘巷围岩力学特征数值分析
        2.4.1 数值模拟模型构建
        2.4.2 沿空巷道围岩应力分布特征
        2.4.3 沿空巷道围岩位移分布特征
        2.4.4 沿空巷道围岩塑性区分布特征
    2.5 本章小结
3 钻-封-注一体化可接长锚杆锚固机理与设计
    3.1 钻-封-注一体化注浆加固原理
    3.2 注浆后锚固界面受力分析
    3.3 钻-封-注一体化可接长锚杆设计
    3.4 钻-封-注一体化可接长锚杆杆体强度测试
        3.4.1 45号钢实验室拉拔试验结果及分析
        3.4.2 20号钢实验室拉拔试验结果及分析
    3.5 钻-封-注一体化可接长锚杆连接件受力数值分析
        3.5.1 数值模拟模型建立
        3.5.2 45号钢杆体及连接件受力分析
        3.5.3 20号钢杆体及连接件受力分析
        3.5.4 杆体及连接件规格确定
    3.6 钻-封-注一体化可接长锚杆孔径尺寸数值模拟
        3.6.1 模型建立和边界条件
        3.6.2 数值模拟结果
    3.7 不同参数情况下连接件强度测试
    3.8 本章小结
4 松软破碎煤体钻-封-注一体化锚固过程数值模拟
    4.1 钻进过程数值模拟及分析
        4.1.1 基本假设及模型建立
        4.1.2 钻杆与孔壁接触碰撞特征分析
    4.2 注浆压力与封孔长度对注浆效果的影响
        4.2.1 模型建立及参数设置
        4.2.2 模拟结果
    4.3 不同硬度煤体内注浆效果分析
        4.3.1 PFC模拟注浆参数标定与模型建立
        4.3.2 煤层注浆PFC模拟结果分析
    4.4 本章小结
5 松软破碎煤体钻-封-注锚固实验室试验
    5.1 实验室相似模拟试验装置设计
        5.1.1 相似模拟试验原则
        5.1.2 相似模拟试验装置
        5.1.3 实验室相似模型配比
        5.1.4 相似模型制作
    5.2 钻-封-注一体化可接长锚杆钻进过程振动信息监测
        5.2.1 钻-封-注一体化可接长锚杆钻进过程
        5.2.2 钻-封-注一体化可接长锚杆钻进振动特征分析
    5.3 钻-封-注一体化可接长锚杆注浆加固试验
        5.3.1 注浆加固实验所需仪器设备及材料
        5.3.2 注浆压力的确定
        5.3.3 钻-封-注一体化注浆加固试验过程
        5.3.4 超声波无损检测注浆效果试验结果分析
        5.3.5 锚杆拉拔检测注浆效果试验结果分析
    5.4 本章小结
6 井下工业试验
    6.1 井下试验地点及测站布置
        6.1.1 试验巷道简介
        6.1.2 测站布置
    6.2 钻孔窥视观测
        6.2.1 试验目的及仪器
        6.2.2 试验过程及结果
    6.3 锚杆拉拔检测
        6.3.1 试验目的
        6.3.2 试验过程及结果分析
    6.4 试验巷道围岩变形监测
        6.4.1 试验目的及仪器
        6.4.2 试验过程及结果分析
    6.5 本章小结
7 结论与展望
    7.1 主要结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(8)覆岩隔离注浆充填开采地表沉陷预计方法(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究的主要内容
    1.4 研究方法和技术路线
2 覆岩隔离注浆充填开采地表沉陷预计模型
    2.1 预计整体思路与流程
    2.2 概率积分法在岩层下沉预计中的适用性研究
    2.3 注浆充填开采条件下注浆层位上、下方岩层沉陷预计
    2.4 注浆充填开采条件下地表沉陷预计
    2.5 本章小结
3 覆岩隔离注浆充填开采地表沉陷预计程序的设计与实现
    3.1 开发语言与环境
    3.2 用户需求分析
    3.3 程序结构设计
    3.4 程序设计中的关键问题
    3.5 预计程序的功能实现
    3.6 本章小结
4 预计方法的工程实例验证
    4.1 工程概况
    4.2 预计结果
    4.3 预计结果分析
    4.4 本章小结
5 主要结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 研究展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(9)孔庄煤矿7434工作面构筑物压煤覆岩隔离注浆充填开采方案研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 问题提出与研究意义
    1.2 文献综述
    1.3 研究内容和研究方法
2 7434 工作面地质开采条件及构筑物压煤情况
    2.1 孔庄煤矿概况
    2.2 IV1 采区7434 工作面地质开采条件
    2.3 7434 工作面构筑物压煤情况
    2.4 本章小结
3 构筑物下覆岩隔离注浆充填开采方案研究
    3.1 覆岩隔离注浆充填技术原理
    3.2 覆岩隔离注浆充填控制7434 工作面开采沉陷的模拟研究
    3.3 7434 工作面覆岩隔离注浆充填方案
    3.4 覆岩隔离注浆充填技术与同类技术的比较
    3.5 本章小结
4 7434 工作面开采沉陷预计及构筑物采动损坏评价
    4.1 开采沉陷预计模型与方法
    4.2 7434 工作面开采沉陷预计
    4.3 本章小结
5 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 工作展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(10)地面水平定向钻孔注浆封堵覆岩导水裂隙的合理层位研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 问题的提出与研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容与技术路线
2 高家堡煤矿地质条件及注浆堵水工程概况
    2.1 矿井概况
    2.2 一盘区地质开采条件
    2.3 水平定向钻孔注浆堵水试验工程概况
    2.4 本章小结
3 高家堡煤矿一盘区覆岩导水裂隙发育高度研究
    3.1 基于关键层理论的导水裂隙发育高度预计
    3.2 一盘区导水裂隙发育高度预计
    3.3 覆岩导水裂隙发育高度数值模拟研究
    3.4 本章小结
4 不同层位定向钻孔揭露的裂隙发育特征及其导浆表征
    4.1 不同层位定向钻孔揭露的裂隙发育特征物理模拟
    4.2 不同层位定向钻孔揭露的采动裂隙导浆表征
    4.3 本章小结
5 水平定向钻孔注浆封堵覆岩导水裂隙的最优层位的确定
    5.1 水平定向钻孔注浆堵水最优层位判断原则
    5.2 水平定向钻孔注浆堵水最优层位的确定
    5.3 现场工程应用
    5.4 本章小结
6 主要结论
参考文献
作者简历
学位论文数据集

四、矿山覆岩离层注浆时的注浆压力分析(论文参考文献)

  • [1]覆岩离层注浆工程有关技术问题探讨——以夏店煤矿为例[J]. 牟兆刚. 中国煤炭地质, 2021(12)
  • [2]采动覆岩隔离注浆充填浆液流动规律的实验研究[D]. 李建. 中国矿业大学, 2021
  • [3]王坡矿受二次动压回采巷道注浆加固技术研究[D]. 黄鑫. 中国矿业大学, 2020(03)
  • [4]长壁开采老采空区注浆加固减缓覆岩体残余沉降研究[D]. 梁彦波. 山东科技大学, 2020(06)
  • [5]千米深井巷道围岩支护—改性—卸压协同控制原理及技术[D]. 姜鹏飞. 煤炭科学研究总院, 2020(08)
  • [6]基岩顶界松散层注浆充填减沉试验研究[D]. 陈龙. 中国矿业大学, 2020(01)
  • [7]“三软”厚煤层综放工作面沿空掘巷围岩锚固控制研究[D]. 支光辉. 河南理工大学, 2020(01)
  • [8]覆岩隔离注浆充填开采地表沉陷预计方法[D]. 张凯. 中国矿业大学, 2019(01)
  • [9]孔庄煤矿7434工作面构筑物压煤覆岩隔离注浆充填开采方案研究[D]. 李吉田. 中国矿业大学, 2019(01)
  • [10]地面水平定向钻孔注浆封堵覆岩导水裂隙的合理层位研究[D]. 杨静. 中国矿业大学, 2019(09)

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矿山覆岩注浆过程中注浆压力分析
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