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作者：刘正茂;陈岩;李虎;刘庆波;张智柳;朱阳涛;孟庆保;李帅;宗承波;王嘉豪;
单位：中煤新集阜阳矿业有限公司;河南理工大学煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心;中煤新集能源股份有限公司;
摘要：目的 为了解决深井软岩高地压带来的采煤工作面片帮冒顶问题，开展千米深井超前注浆加固浆液渗流扩散规律及应用研究。方法 以口孜东矿140504工作面为背景，采用扇形注浆孔布置方案，超前预注水泥浆加固顶板，运用COMSOL Multiphysics数值模拟软件，分析双孔注浆时，浆液扩散半径、注浆压力随时间的变化规律，并结合FLAC 3D(fast lagrangian analysis of continua 3D)软件，模拟注浆前后围岩竖直位移变形量进行注浆效果对比分析。结果 结果表明：（1）浆液扩散形态为同心圆，浆液质量浓度在注浆孔处最大，以轴对称形式由高变低向四周逐渐衰减扩散；扩散半径随时间增加非线性增大；（2）水泥浆液在注浆17 h时扩散半径最大。基于最大扩散半径，改变终孔间距，模拟得到浆液扩散范围相交、相切、相离3种加固效果，最终以相切状态时的浆液扩散结果得到注浆孔间距大小；（3）注浆压力在注浆孔处几乎保持不变，且以对称形式，向两边先急剧减小后趋于稳定；（4）模拟发现，顶板注浆后，其最大垂直位移降低了21.4%，说明超前预注浆加固顶板能够对上覆岩层的位移进行有效控制；（5）现场工业实践可知，与注浆加固前相比，注浆加固后可大幅减少采煤工作面人员数量，提高工作面月推进速度。基于实际注浆量参数统计，终孔终压值应不小于8 MPa。结论 研究结果可为千米深井工作面超前注浆加固实践提供参考。
关键词：预注浆;;浆液扩散;;注浆压力;;终孔间距;;千米深井
基金资助：国家自然科学基金资助项目(51904092);; 河南省科技攻关项目(242102321163);; 河南省高等学校重点科研项目(24A440004);; 河南理工大学安全学科“双一流”创建面上项目培育资助项目(AQ20240735)
