深孔預注水技術在提高大采高工作面煤壁穩定性上應用

李曉飛

（霍州煤電集團辛置煤礦，山西 霍州 031412）

1 工程概況

霍州煤電辛置礦2-208工作面位于310水平二采區，工作面走向長175m，傾斜長579.5m，主采2#煤層。煤層厚度為3.8～4.3m，均厚4.1m，煤層傾角為2°～6°，平均傾角為4°，屬低硫肥煤。煤層結構復雜，平均含有兩層夾矸。直接頂為泥巖與砂泥巖，均厚3.0m；基本頂為K8中細砂巖，均厚7.2m；直接底為泥巖，均厚4.5m；基本底為中砂巖，均厚6.5m。2-208工作面采用一次采全高走向長壁后退式綜合機械化開采，循環進度為0.8m，在工作面回采過程中出現煤壁片幫情況，需采取有效措施以控制煤壁片幫。

2 煤壁穩定性分析

煤壁的穩定性主要受到工作面超前支承壓力及煤體強度的影響。工作面超前支承壓力及煤體強度都會受到節理裂隙的影響，故節理裂隙的發育程度為影響煤壁穩定性的主要因素。根據相關研究表明，節理裂隙主要通過三個參數影響煤壁穩定性，分別為：節理面傾角、節理面方位角及節理面間距[1-2]。在大采高工作面回采硬及中硬煤層時，節理裂隙面產狀對煤壁穩定性的影響規律如下：

（1）在煤壁節理面的傾角不同時，隨著上方基本頂的回轉角的逐漸增大，煤層內節理裂隙在水平和厚度方向上逐漸增大，煤層內節理面產狀是影響節理裂隙形態的主要因素；另外煤層內原生節理面還會對煤壁前方的節理裂隙擴展貫通的位置及最大寬度產生影響。

（2）當煤質較為堅硬，工作面的推進方向與煤層內節理面呈銳角時，此時工作面煤壁的片幫情況會較為嚴重；當正角時，在工作面非來壓期間，工作面兩端的區域易片幫，在工作面來壓期間，工作面中上部區域易片幫，此時工作面煤壁的穩定性最大；當呈鈍角時，煤壁易片幫的區域會出現在節理面與工作面交線的下方，且此時來壓對煤壁的穩定性會產生較大的影響。

（3）當節理面傾角固定時，煤壁的穩定性會主要受到節理面切割煤體塊度的影響。煤壁破碎單元的塊度會隨著節理面間距的減小而逐漸減小，進一步致使煤壁的穩定越差，節理面與工作面的交線數量也會相應地逐漸增加，工作面煤壁易片幫區域的范圍也會逐漸增大。

3 超前深孔預注水技術

3.1 技術參數

（1）注水（漿）孔參數

為了保證超前深孔預注水效果，先對巷幫進行淺孔注漿提高其抗壓能力。本次淺部注漿加固所使用的材料主要為速凝水泥，其水灰比為1:1.2，具體注水（漿）參數如下：

傳統建筑承載了村民的居住習慣。堂屋是傳統農村建筑的核心，起居功能皆環繞堂屋發生。而新農村建設帶來的“高大建筑”“平直馬路”令傳統建筑的特色與所處環境消失殆盡。隨著農村生活條件的好轉，越來越多的自建房取代傳統的建筑。自建房多數采用城市住宅的空間構成方式，以客廳為生活中心；傳統的起居軌跡漸漸消失，年輕人開始對一些傳統的設施和用具感到莫名。

為有效解決2-208大采高工作面回采過程中的煤壁片幫問題，現通過超前深孔注水技術對工作面前方煤壁進行加固處理。該技術原理為擴散到煤層節理裂隙內的壓力水會使得大量的水分子被吸附在煤體內毛細孔上，通過水分子間的相互吸引以提高煤體的整體性[3-4]。

數學學習是很有吸引力的事，我們應發揮其自身的魅力，通過理解算理、探索算法感受數學帶來的樂趣，激發學生對數學學習的興趣。小學生以形象思維為主，基于此，我們設計一些生活情境讓學生真正理解算理，由算理向算法過渡。

圖1 注水（漿）鉆孔剖面圖

（2）注水（漿）壓力

據以往深孔注水工程實踐中得出的注水壓力的經驗公式可知：

式中：

γ-煤的密度，取為1.42t/m3；

P-煤壁注水初始壓，MPa；

Ky-煤層性質系數；

應該認識到一體化教學模式的重點是教學資源的同步呼應。一體化教學場所建設，不是課桌椅和實訓設備放到一間教室的改革，簡單地認為一體化就是“一起放”，不是科學的一體化，是形式主義的一體化。一體化教學場所建設應該注重理論教學場所和實訓教學場所內在功能上的相互呼應。一體化教師的培養任重道遠，不能把一體化教師簡單機械地理解為一個人，達到理論教學和實習教學在內容和進度方面的有機結合，就實現了一體化教學。■

f-煤硬度系數；

根據本次注水施工時所需的各項參數代入式（1）能夠得出注水壓力為2～3MPa。

VH-單位注水速度，m3/h。

對于加固巷幫煤壁的注漿孔，其注漿壓力為4MPa。

（3）單孔注水（漿）量

對于單孔的注水量可通過下述公式計算：

式中：

除此之外，南寧的旅游企業，如旅行社等都在一定程度上得到了發展。南寧總體的旅游設施得到了極大的改善。服務人員的服務水平也在逐步提高。

QZ-單孔注水量，m3；

與此同時，校企合作模式還有利于企業更好的選用優秀人才，通過參與到學校的教育教學過程當中，挖掘隱藏在學校內部的優質人才資源，優先選拔和聘用該類人才可以為企業節約大量的人才資源吸引和培養成本。企業還可以通過學校這個平臺來宣傳企業的文化和理念，提升企業的品牌效應，吸引更多的客戶和合作者。

LZ-注水孔長度，取為80m；

研究組70例患者，15例患者尿蛋白呈陽性，陽性率為21.4%；12例尿膽紅素呈陽性，陽性率為17.1%；9例患者尿糖呈陽性，陽性率為12.9%；14例患者尿酮體呈陽性，陽性率為20%。對照組70例健康者，1例患者尿蛋白呈陽性，陽性率為1.4%；0例患者尿膽紅素呈陽性，陽性率為0；0例患者尿糖呈陽性，陽性率為0；0例患者尿酮體呈陽性，陽性率為0。兩組尿常規檢測的陽性率比較，研究組顯著高于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）。

KZ-注水系數，取為1.2；

M-煤層厚度，取為4.1m；

qd-噸煤注水量，取為0.02m3/t；

P0-最小注水壓力，MPa；

Bj-注水孔間距，為8m。

將上述數據代入式（2）能夠計算得出，單孔注水量為89.4m3。

在2-208工作面回風巷距離開切眼50m的位置處設置第一個注水孔，在回風巷距離切眼58.5m的位置處設置首個注漿孔。根據工作面走向長度為175m，設計注水孔深度為85m，淺部注漿孔的深度為10m，超前深孔注水孔的間距為8m。根據煤層的傾角為2°～6°，確定回風巷的俯角鉆孔的傾角為6°，如圖1（a）所示，運輸巷仰角為6°，如圖1（b）所示。

根據辛置礦2-208大采高工作面煤質情況，確定長時間小流量的注水方式進行注水，以確保煤體能夠得到充分的濕潤，故最終確定單孔注水速度為0.9m3/h，經核算進行注水施工共計需要85h。

糖尿病患者由于血糖水平較正常人高，因此尿液中含有大量的葡萄糖，這種環境給細菌的繁殖提供了良好的條件，隨著細菌繁殖能力的增強，且患者自身的免疫力比較差，機體功能有所衰減，殺菌功能減弱，是非常容易發生尿路感染的。該研究以2016年3月—2018年4月期間該院收治的86例2型糖尿病合并尿路感染的患者為研究對象進行回顧性分析，對其臨床資料進行整理總結。探討分析了2型糖尿病患者尿路感染的臨床特點，為尿路感染的治療提供了新的思路為，降低糖尿病合并尿路感染的發生率提出了措施，分為以下幾個方面進行總結。

當工作面與注水鉆孔之間的間距在8～20m的范圍時，應停止注水。根據工作面日推進2.5m可知，工作面與注水孔間的最短距離應至少為17～29m，為了現場施工時方便，確定超前注水的具體位置為25m。

彈性固定是符合固定部位生理功能的一種固定方式，指在滿足固定強度的情況下，保留固定部位一定的活動度，避免長期剛性固定導致的相關并發癥(關節僵硬、骨性融合、內固定材料斷裂等)。應選擇有足夠強度的內固定材料來維持固定部位的穩定性，便于早期活動，同時需符合自身微動特征。目前骨科應用(脊柱、肩鎖關節、下脛腓聯合等)廣泛。下脛腓聯合是復雜的微動彈性關節，微動連接可隨踝關節相應運動。下脛腓聯合韌帶復合體的功能是加強踝關節的穩定性，維持關節在軸向、旋轉及前后方向的應力平衡[8-10]。故實現下脛腓聯合的彈性固定至關重要，目前彈性固定種類繁多，各有優劣。

研究高職人才培養模式主要從兩個方面著手，一是分析高職生的崗位特點，二是研究目前人才培養模式的特點，找出二者的錯位之處，然后對癥下藥。高職生從業崗位是一線的、具有一定技術含量的、需要具備很強動手能力的崗位。從高職生就業的崗位來研究，高職生的崗位需要具有一定的技術含量與很強的動手能力，現在的高職院校也是按照這個目標來培養高職生的。但這兩大特點僅僅是最表面的、靜態的崗位特點，并沒有完全描述高職生的崗位性質和職業生涯，也沒有很好地考慮高職生的實際崗位環境。因此，按照這個目標來培養的人才總是感覺欠缺一些東西，這個也是職業教育者一直在探討和研究的重要內容。

（4）封孔結構

對于淺部注漿加固煤壁的鉆孔，在進行單孔注漿操作時，當漿液從巷幫煤壁中流出即代表著單孔工作的完成，即可停止注漿。

超前深孔注水花管的長度為42m，采用Φ13.3mm的無縫鋼管進行制作，并在鋼管18m的位置處開始打設注水孔眼，對于注水花管的前18m處用棉紗纏緊，在棉紗的兩端焊接兩塊鋼板，以防止棉紗與注水花管之間的脫落。具體回風巷注水孔的封孔結構如圖2（a）所示，運輸巷的注水孔封孔結構如圖2（b）所示，淺部注漿孔的封孔結構如圖2（c）所示。

圖2 注水（漿）孔封孔結構示意圖

根據圖2（a），回風巷注水孔的封孔結構的封孔方法為：通過向注水孔內前18m范圍灌注水泥漿對纏設棉紗的無縫鋼管段進行有效封堵，在往孔內灌注水泥漿前應先在孔內塞入適量的黃泥，以防止灌注的水泥漿流至注水孔的孔底，灌注的水泥漿液的水灰比為1:2。在灌注水泥漿進行有效封孔時，應在孔內流出濃度較大的水泥漿時再停止灌漿操作。

美國著名的社會學家戈夫曼(Erving Goffma)在《污名:受損身份管理札記》 一書中較為系統地研究了污名化與社會排斥的關系,指出污名化就是社會賦予某些個體或群體以貶低性、侮辱性的標簽,進而導致社會不公正待遇等后果的過程。現代社會出于對日益增多的風險的擔憂,人們賦予污名的對象的范圍發生了改變,不再局限于對群體 (個人)的污名,而是推廣到任何被認為是有危險的事物、技術和組織甚至制度設置上來。現在垃圾焚燒廠被貼上了“二噁英”、“污染”、“致癌”等標簽，成為了大眾眼里的負面事物，人們從媒體得到也是類似的負面形象。于是只要出現垃圾焚燒廠，出于直覺人們“理所當然”的去反對它。

根據圖2（b），運輸巷的注水孔的封孔結構的封孔方法為：使用雙液高壓調速注漿泵對注水孔內前18m范圍內的無縫鋼管灌注水泥漿液，水泥漿液的水灰比為1:3。在進行灌漿操作時當排氣管內返出水泥漿時即可停止灌漿作業。

為有效地保證注水鉆孔的封孔質量，應在灌注作業結束后，用水泥對孔口周圍進行加固處理，并在對孔口周圍加固至少24h后再進行深孔注水作業。

用于加固巷幫的淺部注漿孔的封孔結構的封孔方法為：在距孔口1m的位置處用棉紗將注漿花管纏緊，并用道釘對棉紗進行固定，最后在孔口0.5m的范圍內用錨固劑對孔口進行有效封閉，防止注漿過程中漏漿現象的出現。

（5）鉆孔布置方式

根據2-208大采高工作面的生產地質條件，采用雙向鉆孔的方式布置注水鉆孔。該種鉆孔布置方式與其他鉆孔布置方式相比，具有濕潤半徑大、濕潤均勻的優點，另外能夠在不影響工作面正常回采的情況下有效地保證充足的注水時間。具體鉆孔布置圖如圖3所示。

圖3 注水（漿）鉆孔布置圖

3.2 應用效果分析

在2-208大采高工作面采用超前深孔注水技術后，工作面在回采過程中煤壁平均片幫的深度減小35%，平均片幫長度減小50%，煤壁片幫的頻率降低了約80%。表明采用超前深孔預注水技術有效地控制了煤壁的片幫現象，回采過程中煤壁的穩定性得到大幅度提升。

1) 建造過程中在基坑周圍設置雙排甚至環形排水井，確保地下水位在地下室底板之下，地下車庫內水位排出直至地下室底板回落，再對受損部位進行不同的加固處理.

4 結 論

通過對煤壁穩定性分析得知影響煤壁穩定性的主要因素為煤體內節理裂隙的發育程度，在此基礎上結合2-208工作面的具體地質情況，提出采用超前深孔預注水技術控制工作面煤壁片幫現象，并對各項技術參數進行設計。該技術實施后，煤壁片幫頻率降低了約80%，有效地控制了煤壁片幫現象，保證了2-208工作面的安全高效回采。