覆岩隔离注浆充填绿色开采技术

TD823.7; 充填是煤矿减损开采与固废减排的技术,覆岩隔离注浆充填是在深入揭示覆岩卸荷膨胀累积效应基础上提出的绿色开采新方法.该项技术通过确定控制岩层移动与地表沉陷的关键层,采用压实注浆新工艺,在关键层下的主层位实施高压注浆,将下方覆岩的卸荷膨胀量重新压缩转化为可充填空间,大幅提高了注采比,在采空区形成压实承载结构,支撑关键层,实现岩层沉陷控制与建(构)筑物保护.覆岩隔离注浆充填采用粉煤灰、煤矸石、煤泥等作为注浆材料,充分利用了煤矿采动空间与空隙,实现固废减排.介绍了不同类型固废制浆的工艺及特点,论述了充填浆液从固体-浆体-压实体的转变过程,以及浆液流动泌水固结特征.浆液由钻孔进入覆岩裂隙...

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Published in煤炭学报 Vol. 47; no. 12; pp. 4265 - 4277
Main Authors 轩大洋, 许家林, 王秉龙
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州 221116 01.12.2022
中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏徐州 221116%中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏徐州 221116%中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州 221116
Subjects
绿色开采
沉陷控制
关键层
覆岩隔离注浆
煤基固废减排
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ISSN0253-9993
DOI10.13225/j.cnki.jccs.2022.1352

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Summary:TD823.7; 充填是煤矿减损开采与固废减排的技术,覆岩隔离注浆充填是在深入揭示覆岩卸荷膨胀累积效应基础上提出的绿色开采新方法.该项技术通过确定控制岩层移动与地表沉陷的关键层,采用压实注浆新工艺,在关键层下的主层位实施高压注浆,将下方覆岩的卸荷膨胀量重新压缩转化为可充填空间,大幅提高了注采比,在采空区形成压实承载结构,支撑关键层,实现岩层沉陷控制与建(构)筑物保护.覆岩隔离注浆充填采用粉煤灰、煤矸石、煤泥等作为注浆材料,充分利用了煤矿采动空间与空隙,实现固废减排.介绍了不同类型固废制浆的工艺及特点,论述了充填浆液从固体-浆体-压实体的转变过程,以及浆液流动泌水固结特征.浆液由钻孔进入覆岩裂隙腔体内快速泌水,并在压力作用下不断固结压实,泌出水向注浆层围岩渗流.岩层饱和度对泌出水向工作面的流动产生影响.注浆充填体最终在地层内形成压实体,保证了地表沉陷控制的长期效果.除沉陷控制、固废减排之外,覆岩隔离注浆充填还可用于减震防冲、保水采煤等领域,并在无煤柱开采、相邻采空区开采、多煤层开采等复杂地质采矿条件中得到了成功应用.该技术的适用条件是工作面具有一定的基岩厚度,能够找出可作为注浆层位的关键层.未来该技术仍需在减震防冲、保水采煤中开展进一步试验研究.
ISSN:0253-9993
DOI:10.13225/j.cnki.jccs.2022.1352