本书以改善松散煤体的物理力学性质为根本出发点，以注浆作为煤体改性的基本手段，借鉴岩土工程领域较为成熟的隧道高压旋喷预注浆技术，提出松散煤体巷道旋喷加固方法，并通过分析高压射流破煤机理、水泥浆液改性松散煤体固结机理及现场成桩扩孔试验等验证该技术的可行性，为深度加固松散煤体、抑制煤层巷道流变提供新的尝试和解决思路。
1 绪论
1.1 引言
1.2 国内外研究现状
1.2.1 软岩流变巷道控制理论
1.2.2 软岩流变巷道支护技术
1.2.3 巷道注浆加固技术及存在问题分析
1.2.4 高压旋喷预注浆加固软煤流变巷道技术的提出
1.3 存在的问题
2 典型松散煤体巷道失稳特点与机制
2.1 典型松散煤巷流变工程案例
2.1.1 工程地质概况
2.1.2 巷道现有支护及变形监测设置
2.1.3 现场巷道变形监测结果
2.1.4 巷道流变特点分析
2.2 数值模拟模型建立
2.2.1 FLAC3D数值模型
2.2.2 模型参数选取
2.2.3 支护参数及监测点布置情况
2.3 松散煤体巷道失稳演化机制
2.3.1 巷道围岩变形演化规律
2.3.2 巷道围岩应力分布变化特征
2.3.3 巷道围岩塑性区演化规律
3 松散煤体构建与流变特性研究
3.1 典型松散煤层实际赋存状态
3.2 成型煤体等效于现场松散煤体的方法
3.2.1 煤岩坚固性与强度关系分析
3.2.2 松散煤体坚固性测定结果
3.2.3 煤体孔隙结构与强度之间关系
3.3 原煤筛分与含水率测定
3.3.1 室内散煤粒径级配确定
3.3.2 室外原煤筛分
3.3.3 原煤含水率测定
3.4 实验室成型煤体及样本构建
3.4.1 关键影响参数选取
3.4.2 煤体成型方案设计
3.4.3 煤体成型工艺
3.4.4 煤体成型过程分析
3.4.5 煤体样本数据集构建
3.5 基于反演模型构建等效型煤
3.5.1 型煤孔隙率及强度试验结果分析
3.5.2 型煤的“构建参数”及试验结果
3.6 煤体试样单轴流变试验
3.6.1 煤体试样及单轴流变试验设备
3.6.2 流变试验方法及方案
3.6.3 单轴压缩流变试验全过程轴向应变规律
3.6.4 单轴压缩流变试验轴向应力一应变曲线规律
3.6.5 单轴压缩流变试验等时应力一应变曲线规律
3.6.6 单轴压缩流变试验瞬时加载煤体变形模量变化规律
4 高压旋喷注浆改性与加固松散煤体机理
4.1 高压射流破煤机理分析
4.1.1 高压射流的构造及动压力衰减规律
4.1.2 高压射流破煤机理
4.2 高压射流在煤体中扩孔范围及影响因素分析
4.3 高压旋喷注浆成桩(柱)及改性固结机理
4.3.1 高压旋喷注浆成桩作用
4.3.2 高压旋喷注浆改性固结机理
4.4 煤浆固结体物理力学性质测试
4.4.1 煤与浆比例的确定
4.4.2 煤浆混合物的设计及坍落度测试
4.4.3 水泥浆液对煤体的改性分析
4.5 煤浆固结体力学参数确定的试验研究
4.5.1 煤浆固结体的蠕变试验结果
4.5.2 煤浆固结体的内聚力和内摩擦角
4.5.3 煤浆固结体力学强度参数的尺寸效应
5 煤巷旋喷加固数值模拟研究
5.1 高压旋喷加固技术方案初步设计
5.1.1 设计思路
5.1.2 设计原则
5.1.3 控制方案
5.1.4 关键技术分析
5.1.5 主要工序及技术参数
5.2 旋喷加固巷道数值模型建立
5.2.1 模型建立及监测点布置
5.2.2 本构关系及参数设置
5.3 旋喷加固控制巷道流变机理分析
5.3.1 旋喷加固巷道围岩变形规律
5.3.2 旋喷加固巷道围岩应力分布变化特征
5.3.3 旋喷加固巷道围岩塑性区演化规律
5.4 旋喷加固技术方案优化及控制效果分析
5.4.1 旋喷加固技术方案问题分析
5.4.2 旋喷加固控制方案优化
5.4.3 旋喷加固优化方案控制效果及机理分析
5.5 支护方案的综合对比分析
6 水平高压旋喷扩孔成桩现场试验
6.1 试验地点工程地质概况
6.2 试验目的与实施步骤
6.3 相关设备选型
6.4 高压射流影响因素分析及井上试验
6.5 井下旋喷成桩方案设计及要求
6.6 试验结果及其分析
6.6.1 巷道开挖支护与煤层条件观测
6.6.2 高压旋喷扩孔注水泥浆岩石段成桩效果
6.6.3 高压旋喷扩孔注水泥浆煤层段成桩效果
6.6.4 旋喷效果整体分析
参考文献
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