深孔预注水技术在提高大采高工作面煤壁稳定性上应用

李晓飞

（霍州煤电集团辛置煤矿，山西 霍州 031412）

1 工程概况

霍州煤电辛置矿2-208工作面位于310水平二采区，工作面走向长175m，倾斜长579.5m，主采2#煤层。煤层厚度为3.8～4.3m，均厚4.1m，煤层倾角为2°～6°，平均倾角为4°，属低硫肥煤。煤层结构复杂，平均含有两层夹矸。直接顶为泥岩与砂泥岩，均厚3.0m；基本顶为K8中细砂岩，均厚7.2m；直接底为泥岩，均厚4.5m；基本底为中砂岩，均厚6.5m。2-208工作面采用一次采全高走向长壁后退式综合机械化开采，循环进度为0.8m，在工作面回采过程中出现煤壁片帮情况，需采取有效措施以控制煤壁片帮。

2 煤壁稳定性分析

煤壁的稳定性主要受到工作面超前支承压力及煤体强度的影响。工作面超前支承压力及煤体强度都会受到节理裂隙的影响，故节理裂隙的发育程度为影响煤壁稳定性的主要因素。根据相关研究表明，节理裂隙主要通过三个参数影响煤壁稳定性，分别为：节理面倾角、节理面方位角及节理面间距[1-2]。在大采高工作面回采硬及中硬煤层时，节理裂隙面产状对煤壁稳定性的影响规律如下：

（1）在煤壁节理面的倾角不同时，随着上方基本顶的回转角的逐渐增大，煤层内节理裂隙在水平和厚度方向上逐渐增大，煤层内节理面产状是影响节理裂隙形态的主要因素；另外煤层内原生节理面还会对煤壁前方的节理裂隙扩展贯通的位置及最大宽度产生影响。

（2）当煤质较为坚硬，工作面的推进方向与煤层内节理面呈锐角时，此时工作面煤壁的片帮情况会较为严重；当正角时，在工作面非来压期间，工作面两端的区域易片帮，在工作面来压期间，工作面中上部区域易片帮，此时工作面煤壁的稳定性最大；当呈钝角时，煤壁易片帮的区域会出现在节理面与工作面交线的下方，且此时来压对煤壁的稳定性会产生较大的影响。

（3）当节理面倾角固定时，煤壁的稳定性会主要受到节理面切割煤体块度的影响。煤壁破碎单元的块度会随着节理面间距的减小而逐渐减小，进一步致使煤壁的稳定越差，节理面与工作面的交线数量也会相应地逐渐增加，工作面煤壁易片帮区域的范围也会逐渐增大。

3 超前深孔预注水技术

3.1 技术参数

（1）注水（浆）孔参数

为了保证超前深孔预注水效果，先对巷帮进行浅孔注浆提高其抗压能力。本次浅部注浆加固所使用的材料主要为速凝水泥，其水灰比为1:1.2，具体注水（浆）参数如下：

传统建筑承载了村民的居住习惯。堂屋是传统农村建筑的核心，起居功能皆环绕堂屋发生。而新农村建设带来的“高大建筑”“平直马路”令传统建筑的特色与所处环境消失殆尽。随着农村生活条件的好转，越来越多的自建房取代传统的建筑。自建房多数采用城市住宅的空间构成方式，以客厅为生活中心；传统的起居轨迹渐渐消失，年轻人开始对一些传统的设施和用具感到莫名。

为有效解决2-208大采高工作面回采过程中的煤壁片帮问题，现通过超前深孔注水技术对工作面前方煤壁进行加固处理。该技术原理为扩散到煤层节理裂隙内的压力水会使得大量的水分子被吸附在煤体内毛细孔上，通过水分子间的相互吸引以提高煤体的整体性[3-4]。

数学学习是很有吸引力的事，我们应发挥其自身的魅力，通过理解算理、探索算法感受数学带来的乐趣，激发学生对数学学习的兴趣。小学生以形象思维为主，基于此，我们设计一些生活情境让学生真正理解算理，由算理向算法过渡。

图1 注水（浆）钻孔剖面图

（2）注水（浆）压力

据以往深孔注水工程实践中得出的注水压力的经验公式可知：

式中：

γ-煤的密度，取为1.42t/m3；

P-煤壁注水初始压，MPa；

Ky-煤层性质系数；

应该认识到一体化教学模式的重点是教学资源的同步呼应。一体化教学场所建设，不是课桌椅和实训设备放到一间教室的改革，简单地认为一体化就是“一起放”，不是科学的一体化，是形式主义的一体化。一体化教学场所建设应该注重理论教学场所和实训教学场所内在功能上的相互呼应。一体化教师的培养任重道远，不能把一体化教师简单机械地理解为一个人，达到理论教学和实习教学在内容和进度方面的有机结合，就实现了一体化教学。■

f-煤硬度系数；

根据本次注水施工时所需的各项参数代入式（1）能够得出注水压力为2～3MPa。

VH-单位注水速度，m3/h。

对于加固巷帮煤壁的注浆孔，其注浆压力为4MPa。

（3）单孔注水（浆）量

对于单孔的注水量可通过下述公式计算：

式中：

除此之外，南宁的旅游企业，如旅行社等都在一定程度上得到了发展。南宁总体的旅游设施得到了极大的改善。服务人员的服务水平也在逐步提高。

QZ-单孔注水量，m3；

与此同时，校企合作模式还有利于企业更好的选用优秀人才，通过参与到学校的教育教学过程当中，挖掘隐藏在学校内部的优质人才资源，优先选拔和聘用该类人才可以为企业节约大量的人才资源吸引和培养成本。企业还可以通过学校这个平台来宣传企业的文化和理念，提升企业的品牌效应，吸引更多的客户和合作者。

LZ-注水孔长度，取为80m；

研究组70例患者，15例患者尿蛋白呈阳性，阳性率为21.4%；12例尿胆红素呈阳性，阳性率为17.1%；9例患者尿糖呈阳性，阳性率为12.9%；14例患者尿酮体呈阳性，阳性率为20%。对照组70例健康者，1例患者尿蛋白呈阳性，阳性率为1.4%；0例患者尿胆红素呈阳性，阳性率为0；0例患者尿糖呈阳性，阳性率为0；0例患者尿酮体呈阳性，阳性率为0。两组尿常规检测的阳性率比较，研究组显著高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。

KZ-注水系数，取为1.2；

M-煤层厚度，取为4.1m；

qd-吨煤注水量，取为0.02m3/t；

P0-最小注水压力，MPa；

Bj-注水孔间距，为8m。

将上述数据代入式（2）能够计算得出，单孔注水量为89.4m3。

在2-208工作面回风巷距离开切眼50m的位置处设置第一个注水孔，在回风巷距离切眼58.5m的位置处设置首个注浆孔。根据工作面走向长度为175m，设计注水孔深度为85m，浅部注浆孔的深度为10m，超前深孔注水孔的间距为8m。根据煤层的倾角为2°～6°，确定回风巷的俯角钻孔的倾角为6°，如图1（a）所示，运输巷仰角为6°，如图1（b）所示。

根据辛置矿2-208大采高工作面煤质情况，确定长时间小流量的注水方式进行注水，以确保煤体能够得到充分的湿润，故最终确定单孔注水速度为0.9m3/h，经核算进行注水施工共计需要85h。

糖尿病患者由于血糖水平较正常人高，因此尿液中含有大量的葡萄糖，这种环境给细菌的繁殖提供了良好的条件，随着细菌繁殖能力的增强，且患者自身的免疫力比较差，机体功能有所衰减，杀菌功能减弱，是非常容易发生尿路感染的。该研究以2016年3月—2018年4月期间该院收治的86例2型糖尿病合并尿路感染的患者为研究对象进行回顾性分析，对其临床资料进行整理总结。探讨分析了2型糖尿病患者尿路感染的临床特点，为尿路感染的治疗提供了新的思路为，降低糖尿病合并尿路感染的发生率提出了措施，分为以下几个方面进行总结。

当工作面与注水钻孔之间的间距在8～20m的范围时，应停止注水。根据工作面日推进2.5m可知，工作面与注水孔间的最短距离应至少为17～29m，为了现场施工时方便，确定超前注水的具体位置为25m。

弹性固定是符合固定部位生理功能的一种固定方式，指在满足固定强度的情况下，保留固定部位一定的活动度，避免长期刚性固定导致的相关并发症(关节僵硬、骨性融合、内固定材料断裂等)。应选择有足够强度的内固定材料来维持固定部位的稳定性，便于早期活动，同时需符合自身微动特征。目前骨科应用(脊柱、肩锁关节、下胫腓联合等)广泛。下胫腓联合是复杂的微动弹性关节，微动连接可随踝关节相应运动。下胫腓联合韧带复合体的功能是加强踝关节的稳定性，维持关节在轴向、旋转及前后方向的应力平衡[8-10]。故实现下胫腓联合的弹性固定至关重要，目前弹性固定种类繁多，各有优劣。

研究高职人才培养模式主要从两个方面着手，一是分析高职生的岗位特点，二是研究目前人才培养模式的特点，找出二者的错位之处，然后对症下药。高职生从业岗位是一线的、具有一定技术含量的、需要具备很强动手能力的岗位。从高职生就业的岗位来研究，高职生的岗位需要具有一定的技术含量与很强的动手能力，现在的高职院校也是按照这个目标来培养高职生的。但这两大特点仅仅是最表面的、静态的岗位特点，并没有完全描述高职生的岗位性质和职业生涯，也没有很好地考虑高职生的实际岗位环境。因此，按照这个目标来培养的人才总是感觉欠缺一些东西，这个也是职业教育者一直在探讨和研究的重要内容。

（4）封孔结构

对于浅部注浆加固煤壁的钻孔，在进行单孔注浆操作时，当浆液从巷帮煤壁中流出即代表着单孔工作的完成，即可停止注浆。

超前深孔注水花管的长度为42m，采用Φ13.3mm的无缝钢管进行制作，并在钢管18m的位置处开始打设注水孔眼，对于注水花管的前18m处用棉纱缠紧，在棉纱的两端焊接两块钢板，以防止棉纱与注水花管之间的脱落。具体回风巷注水孔的封孔结构如图2（a）所示，运输巷的注水孔封孔结构如图2（b）所示，浅部注浆孔的封孔结构如图2（c）所示。

图2 注水（浆）孔封孔结构示意图

根据图2（a），回风巷注水孔的封孔结构的封孔方法为：通过向注水孔内前18m范围灌注水泥浆对缠设棉纱的无缝钢管段进行有效封堵，在往孔内灌注水泥浆前应先在孔内塞入适量的黄泥，以防止灌注的水泥浆流至注水孔的孔底，灌注的水泥浆液的水灰比为1:2。在灌注水泥浆进行有效封孔时，应在孔内流出浓度较大的水泥浆时再停止灌浆操作。

美国著名的社会学家戈夫曼(Erving Goffma)在《污名:受损身份管理札记》 一书中较为系统地研究了污名化与社会排斥的关系,指出污名化就是社会赋予某些个体或群体以贬低性、侮辱性的标签,进而导致社会不公正待遇等后果的过程。现代社会出于对日益增多的风险的担忧,人们赋予污名的对象的范围发生了改变,不再局限于对群体 (个人)的污名,而是推广到任何被认为是有危险的事物、技术和组织甚至制度设置上来。现在垃圾焚烧厂被贴上了“二噁英”、“污染”、“致癌”等标签，成为了大众眼里的负面事物，人们从媒体得到也是类似的负面形象。于是只要出现垃圾焚烧厂，出于直觉人们“理所当然”的去反对它。

根据图2（b），运输巷的注水孔的封孔结构的封孔方法为：使用双液高压调速注浆泵对注水孔内前18m范围内的无缝钢管灌注水泥浆液，水泥浆液的水灰比为1:3。在进行灌浆操作时当排气管内返出水泥浆时即可停止灌浆作业。

为有效地保证注水钻孔的封孔质量，应在灌注作业结束后，用水泥对孔口周围进行加固处理，并在对孔口周围加固至少24h后再进行深孔注水作业。

用于加固巷帮的浅部注浆孔的封孔结构的封孔方法为：在距孔口1m的位置处用棉纱将注浆花管缠紧，并用道钉对棉纱进行固定，最后在孔口0.5m的范围内用锚固剂对孔口进行有效封闭，防止注浆过程中漏浆现象的出现。

（5）钻孔布置方式

根据2-208大采高工作面的生产地质条件，采用双向钻孔的方式布置注水钻孔。该种钻孔布置方式与其他钻孔布置方式相比，具有湿润半径大、湿润均匀的优点，另外能够在不影响工作面正常回采的情况下有效地保证充足的注水时间。具体钻孔布置图如图3所示。

图3 注水（浆）钻孔布置图

3.2 应用效果分析

在2-208大采高工作面采用超前深孔注水技术后，工作面在回采过程中煤壁平均片帮的深度减小35%，平均片帮长度减小50%，煤壁片帮的频率降低了约80%。表明采用超前深孔预注水技术有效地控制了煤壁的片帮现象，回采过程中煤壁的稳定性得到大幅度提升。

1) 建造过程中在基坑周围设置双排甚至环形排水井，确保地下水位在地下室底板之下，地下车库内水位排出直至地下室底板回落，再对受损部位进行不同的加固处理.

4 结 论

通过对煤壁稳定性分析得知影响煤壁稳定性的主要因素为煤体内节理裂隙的发育程度，在此基础上结合2-208工作面的具体地质情况，提出采用超前深孔预注水技术控制工作面煤壁片帮现象，并对各项技术参数进行设计。该技术实施后，煤壁片帮频率降低了约80%，有效地控制了煤壁片帮现象，保证了2-208工作面的安全高效回采。