我国部分地区的很多矿区存在着小煤矿开采对矿井优良资源产生经济、技术条件的制约。小煤矿破坏区遗留大量的优质煤炭资源,经小煤矿或上方采空区破坏后的煤层,很难继续回采,给国家煤炭资源以及生态环境带来严重的破坏。复采下分层时,由于顶板围岩破坏区域极其复杂,且分布无规律性,对穿越小窑破坏区的复采巷道支护具有很大难度。目前就破碎顶板围岩注浆加固形成的机制研究尚且不足,且注浆多采用水泥基类注浆材料,该类注浆材料凝结时间长、强度增加的慢,不利于注浆加固后巷道在短时间内掘进,造成矿井采掘工程接替紧张。为揭示水泥-水玻璃双液浆在破碎顶板围岩注浆加固中扩散机制及结构强化特性,本文以山西华晋韩咀煤业主采2~#煤层穿越小老窑顶板破碎区的复采巷道破碎顶板围岩为研究对象,综合采用以室内试验为主,结合理论分析和数值计算的方法对水泥-水玻璃双液浆在破碎煤岩体中的扩散机制以及加固特性进行研究,从而论证其对过采空区或顶板破碎区复采巷道破碎顶板围岩的加固效果。本文主要研究内容和获得的研究成果如下:(1)采用旋转粘度计测定不同水灰比及水玻璃浓度双液浆的表观粘度,黏度时变试验表明,双液浆表观粘度与时间成幂函数关系,双液浆表观粘度随时间的增大而增大;采用倒杯法,通过对临界值前后平均胶凝时间的比较,基于“浓浆稀液”的配比限定,得到W/C=0.4,V_w:V_p=3.5为决定其胶凝时间的临界配比;在临界配比的条件下,其28d抗压强度达到了13.03MPa,且其峰值应变为5.16%,即结石体表现出较强的抗变形能力。(2)利用自主设计的一维破碎煤岩体可视化等比双液注浆试验系统,揭示了等比双液渗透注浆过程中注浆压力、注浆速率、注浆量、页面上升速率等注浆参数与扩散半径、力学性能之间的影响规律及渗流变化阶段;基于MATLAB对不同扩散半径的孔隙充填分析,得到填充孔隙率满足先增大后减小的规律,即前端密实度大,后端密实度小;采用细观测试手段研究不同注浆压力及扩散半径的接触面结构形式,揭示了扩散半径及注浆压力对双液浆固结能力的影响程度;通过强度试验,揭示一维条件下,双液渗透注浆扩散半径及注浆压力对结构强化的影响程度。(3)利用自主设计的三维深埋等比双液注浆试验系统,揭示了等比双液渗透注浆在深埋条件下注浆压力、注浆量、注浆速率等注浆参数与扩散半径、力学性能之间的影响规律;结合一维数据进行比对分析,揭示了三维深埋状态对双液浆渗透注浆扩散半径及力学性能的影响规律。通过对其三视图数据化分析,揭示了扩散半径与注浆压力之间以及注浆压力与注浆量之间的幂函数关系。通过强度试验,揭示了三维深埋状态下,扩散半径及注浆压力对结构强化的影响程度。(4)在室内试验所得数据基础上,通过COMSOL数值计算的方法,在考虑水泥-水玻璃双液浆黏度时变性的前提下,研究了三维单孔双液注浆注浆压力对扩散半径的影响以及三维双孔注浆注浆压力、注浆孔距对扩散半径及结构强化的影响。在此基础上,探究了三维单排群孔注浆注浆压力对扩散规律的影响程度以及三维双排群孔注浆注浆孔距对扩散规律及加固特性的影响程度。(5)结合实际过采空区分段超前预注浆加固方案,采用COMSOL数值计算的方法,就不同注浆分段的弱结构面位置及注浆分段之间相互影响程度进行揭示,分析论证破碎煤岩体顶板超前预注浆加固方案的可行性及加固效果。该论文有图96幅,表24个,参考文献102篇。