新型水玻璃化学注浆材料的试验研究

利用水玻璃作为浆液主剂,对复合浆液的胶凝时间、黏度、抗压强度、水质毒理、SEM、IR、29Si NMR分别进行了研究。试验结果表明：新型复合浆液能实现浆液的胶凝时间可调、黏度低、固砂体力学性能较高的特点;浆液的水质毒理性能表现较为良好;SEM分析得知浆液胶结情况良好;IR及29 Si NMR分析证实,反应产生了硅酸盐的...     

水玻璃-固化剂固化地表冰碛物实验研究

针对普朗铜矿矿区地质环境较为脆弱?,开采过程中地表形成塌陷坑,在连续降雨量时地表冰碛物吸水饱和,易诱发井下泥石流灾害等问题。开展水玻璃-固化剂浆液胶凝时间和冰碛物土固结体强度的影响因素及影响规律实验,试验结果表明：水玻璃-固化剂混合液中,随催化剂的浓度增大时,浆液凝胶时间减小;水玻璃-固化剂浆液胶凝时间随固化剂浓度的增加呈先减小后增大规律;水玻璃-固化剂浆液胶凝时间随水玻璃浓度增加而减小;水玻璃浓度与固化剂浓度都对冰碛物固结体抗压强度起积极作用,实验结果可为地表冰碛物现场注浆固化提供理论依据。     

粉煤灰水泥注浆材料主要性能试验研究

粉煤灰水泥注浆材料在采空区治理方面应用广泛,其主要性能直接关系到注浆充填实施和效果。通过室内试验,探讨了不同水固比、固相比、水玻璃掺量与浆液黏度、浆液初凝时间、浆液结石率、浆液结石体抗压强度之间的相互关系。试验表明,水固比1∶1.2～1∶1.5、固相比3∶7、水玻璃占水泥含量2%或3%情况下,注浆体凝结后,结石率均在75%以上,7d单轴抗压强度均在2MPa以上,满足工程需要。     

矿渣-粉煤灰注浆材料的性能与微观结构研究及优化

为研究矿渣-粉煤灰注浆材料的宏观性能与微观结构,利用正交试验和极差分析方法对矿渣-粉煤灰注浆材料进行了测试,研究了水玻璃模数、碱固比、水灰比、矿渣粉煤灰比等因素对浆液流动度、表现黏度、析水率、凝胶时间、28 d抗压强度等物理和力学性能的影响规律。通过扫描电子显微镜(SEM)分析了注浆材料微观结构和宏观性能之间的联系。结果表明：水灰比对浆液的物理力学性能有明显的影响,水灰比与浆液流动度、凝胶时间、析水率呈正相关,与表现黏度、抗压强度呈负相关;水玻璃模数主要影响凝胶时间,二者呈正相关;碱固比主要影响析水率,二者呈负相关;矿渣与粉煤灰的比值对流动度和强度有较大的影响,随着比值的提高,浆液流动度和强度升高。利用矩阵分析法得到了料浆配比的优选方案：矿渣∶粉煤灰为7∶3、水玻璃模数2.0、碱固比4%、水灰比0.9。矿渣-粉煤灰注浆材料充分利用工业废渣,现场工程应用效果良好,研究结果为该材料的工程应用提供了参考。     

煤炭采空区触变性钼尾矿充填浆液配比研究

本着减少自然资源消耗的目的，在触变性水泥浆中加入钼矿冶炼后产生的固体细颗粒钼尾矿砂，通过正交试验进行触变性钼尾矿水泥浆液的配比设计，并测试其触变性、结石体抗压强度和析水率。基于试验结果，提出触变系数的计算方法。通过极差分析，可得正电胶质量分数、水灰比和固相比对浆液的触变性、析水率和相应的结石体抗压强度的影响程度。当正电胶质量分数为6%,水灰比为0.8,固相质量比为6∶4时，触变性钼尾矿水泥浆液性能最佳。     

化学激发酸性矿渣粉胶砂性能试验研究

以28天最优配方激发酸性矿渣粉为胶凝材料进行试验,分析了质量浓度、灰砂比、减水剂掺量、搅拌时间4个因素对砂浆流动度、失水率、干缩率、抗压强度的影响规律,并且针对灰砂比这一因素将水泥与矿渣粉胶凝材料浆液性能进行了对比。最后选取了合适的比例进行正交试验来优化各因素组合,使砂浆综合性能达到最优。     

水泥-粉煤灰-水玻璃注浆材料强度影响因素试验研究

为研究不同配比水泥-粉煤灰-水玻璃注浆材料结石体抗压强度的变化规律,在正交实验设计原则指导下,确定了影响浆液性能的水固比、粉煤灰掺量、水玻璃添加比例三个因素以及各因素的水平,设计了正交实验方案,测试了结石体抗压强度。通过极差和方差分析了各因素对抗压强度的影响规律,最终得出水固比0. 8∶1、粉煤灰掺量20%、水玻璃添加比1%的浆液结石体强度性能最好。采用多元非线性回归法建立结石体28d强度与三因素之间定量关系的基础上,分析浆液固化过程和结石体SEM图像,阐明了三因素对结石体强度的影响机理,认为粉煤灰掺量超过20%会减少氢氧化钙(CH)六方晶体的析出,水固比的增大会稀释浆液,直接导致浆液凝结速度变缓,水玻璃添加比过大一方面会导致浆液凝结过快,其他物料不能充分反应,另一方面会抑制氢氧化钙(CH)的生成,导致强度降低。     

温度对水玻璃化学浆胶凝时间的影响研究

为了研究温度对水玻璃化学浆液胶凝时间的影响,选用4种典型水玻璃化学浆液进行试验。使用高低温试验箱调节不同温度进行试验,对试验数据进行拟合分析。试验结果表明,温度对水玻璃化学浆液胶凝时间的影响规律符合Arrhenius关系式。     

水玻璃化学浆在地面预注浆中的应用研究

为了解决立井井筒深部基岩微裂隙赋存传统颗粒性注浆材料无法注入的问题,对水玻璃化学浆液的基本性质及地面预注水玻璃化学浆的工艺进行了研究。研究表明:水玻璃化学浆液黏度低,可注性好,固结体强度较高,胶凝时间可调,适用于千米级井筒地面预注浆。在杨村矿风井地面预注浆中进行了现场应用,应用结果表明:杨村矿风井井筒深部基岩微裂隙含水地层采用地面预注水玻璃化学浆后,注浆堵水效果良好。     

弱胶结砂砾层水平注浆细观模拟研究

为从细观角度分析弱胶结砂砾层水平渗透注浆过程，利用颗粒流软件建立水平注浆数值计算模型，基于正交试验和单因素试验，研究浆液黏度、注浆压力、注浆时间3个因素对浆液扩散半径和试样孔隙率的影响规律。使用回归分析方法拟合公式，得到扩散半径与3个因素之间的关系。模拟结果表明：浆液扩散半径与注浆时间、注浆压力呈正相关关系，与浆液黏度呈负相关关系，对扩散半径影响最为显著的因素是浆液黏度，其次是注浆压力和注浆时间；浆液扩散速度随时间递减，在注浆压力1.0 MPa工况下，注浆时间0.15 h浆液扩散速度为3.44 m/h,至3 h减小到0.32 m/h;试样孔隙率随注浆时间、注浆压力的增大而增大，随浆液黏度的增大而减小；花管同时注浆与单孔顺序注浆相比，在相同时间下浆液扩散范围更大，浆液扩散为一个整体。通过对比工程实例，发现利用颗粒流数值模拟结果能够较准确反映出砂砾层渗透注浆的一般扩散规律。     

高活性粉煤灰注浆材料性能和应用

高活性粉煤灰注浆材料是以工业废料粉煤灰为主体,配合其它具有胶凝增强和提高早期强度的外掺料,以及能改善浆液性能使之满足注浆施工作业要求的外加剂,经特殊加工而成的一种新型注浆材料。该材料与普通硅酸盐水泥用于注浆工程相比有流动性好、凝结时间适当、抗压强度较高、结石率高的特点,经在静压注浆和高压旋喷注浆工程中的初步应用,取得了较好的效果。     

用声波法判定注浆土体固结时间的试验研究

利用超声波探测仪对土层注浆土体固结时间的变化进行了测试试验研究.土质为细砂和砂质土,浆液为水泥-水玻璃双液浆.根据波速随固结时间的变化规律得知,注浆4d后土体即可具有稳定的固结强度.     

裂隙岩体注浆扩散范围及注浆量数值模拟

为预测浆液在裂隙中的扩散范围,建立二维正交裂隙网络宾汉浆液渗流模型,采用中心型有限体积法进行数值模拟。分别研究不同参数下,浆液在裂隙中的扩散范围,给出多因素影响下的注浆扩散半径公式和注浆量公式。研究表明,注浆压力、浆液黏度、浆液剪切强度、裂隙开度和裂隙粗糙度对浆液扩散半径起到主导作用;注浆压力、钻孔长度和裂隙开度对注浆量起到主导作用。通过该公式可定量预测任意参量下浆液扩散范围和注浆量。     

煤壁柔性加固工艺参数优化试验研究

近年来,工作面煤壁柔性加固技术的提出丰富了煤壁破坏防治技术理论。为了进一步揭示煤壁柔性加固技术中柔性棕绳的作用机制,明确浆液和柔性棕绳的耦合关系,降低柔性加固技术的技术成本和应用难度,通过物理实验、理论分析、设备开发、工程应用等研究手段,优化了煤壁柔性加固工艺。通过三维相似模拟实验,对比研究了煤壁无加固、煤壁注浆加固和煤壁柔性加固条件下煤壁的破坏特征,从宏观上揭示了煤壁柔性加固机理和柔性棕绳作用机制;将钻孔直径与柔性棕绳直径的比值定义为孔径比,通过"柔性棕绳、浆液、煤体"拉拔试验,研究了孔径比、浆液类型对柔性加固效果的影响,从而确定了浆液和柔性棕绳的数量耦合关系,开发了低成本的柔性加固注浆材料;通过设备开发,研制了半环形注浆管。研究表明:煤壁采用柔性加固可有效提高煤体的整体性并减小煤壁破坏深度;当孔径比介于1.6～1.9时,煤壁柔性加固效果最佳,且越接近1.9,柔性加固效果越好;采用"超细水泥、矿粉、水玻璃"混合材料作为柔性加固注浆材料,矿粉添加量不超过30%,水玻璃的添加量不超过10%,可降低柔性加固技术应用成本;研制的半环形注浆管可有效减小所需钻孔直径,降低技术应用难度;最后通过在瑞隆煤矿仰斜开采工作面应用煤壁柔性加固技术,有效的缓解了煤壁破坏的发生,提高了煤壁的稳定性。本文通过一系列实验研究,系统的优化了煤壁柔性加固工艺,为煤壁柔性加固技术的科学应用提供了借鉴。     

锚固工程早强型水泥浆液试验研究

选用氯化钠、硫酸钠、三乙醇胺、水玻璃、硅友、粉煤灰等价格比较低廉的水泥外加荆或填料,对锚固工程水泥浆液进行了改性研究．通过室内水泥浆液配制试验优选出水泥外加剂类型及加量比例,使普通硅酸盐水泥浆2～3d凝期的抗压强度提高50％～1009,5,以加快锚固工程施工速度．对于高铝水泥,通过掺入一定量的粉煤友,在浆液早期强度满足要求前提下,可达到降低工程成本之目的．     

注浆新工艺在铜录山矿帷幕工程中的应用

铜录山矿在治理矿区地面塌陷及地下水截流中,采用了帷幕注浆技术。针对该矿典型动水注浆的特点,在工程中应用了一些新的注浆工艺。在防止浆液流失、控制浆液扩散范围及溶洞含砂层水泥注浆等方面的研究,均获得成功。所采用的水泥—水玻璃双液注浆、海带堵漏以及钻杆注浆等项技术,经室内试验及现场工业性试验,均获良好效果。这些新工艺的应用成功,使帷幕注浆技术水平进一步提高,为解决复杂地质条件的大水矿山防止地表塌陷及减少矿坑涌水量,提供了切实可行的方法。     

SG-2型化学注浆材料

SG-2型化学注浆材料是以水玻璃为主的注浆材料,其胶凝剂为两种低分子有机化合物。它具有可灌性好、胶凝时间可控制、无毒、原料来源容易且成本低、配制简单易行等特点,经现场工程使用证明该注浆材料具有上述特点,具有工程使用价值。     

瓦斯抽采中新型封孔材料及工艺的应用研究

为解决杉木树煤矿瓦斯抽采钻孔封孔质量差、抽采负压小、抽采效果差等问题,采用了新型矿用封孔材料PD及封孔工艺。该材料采用了微胶囊化技术,使得该材料的浆体在缓慢凝固的过程中体积逐渐膨胀,并渗透到钻孔周边微裂隙,形成对钻孔周围裂隙的封堵;该材料应用过程中,辅以膨博封孔剂作为注浆堵头,从而形成两端封堵中间注浆的“两堵一注”的封孔工艺。应用结果表明,与传统封孔工艺相比,抽采孔平均瓦斯体积分数从22．6％提高到了36．8％;平均抽采负压从2．8kPa提高到9．1kPa;平均单孔瓦斯纯流量从9．42L／min提高到44．53L／min。     

Study on the characteristics of grout permeation based on cylindrical diffusion

Permeation grouting is widely applied for its low grouting pressure and minor disturbance to the stratum in grouting engineering, especially in engineering with strict requirements on ground settlement. However, permeation grouting theory lags behind compared with other engineering disciplines, and the theoretical formulas now available cannot accurately be used to guide grouting engineering design and predict the cost and effects of grouting due to many factors affecting grout permeation in stratum. In this study, permeation grouting experiment devices were independently manufactured with the characteristics of easily controlling grouting pressure, simulating sandy strata grout, and detecting grouting effect. Using a uniform design, the sand consolidation agent, as grouting material, its spread in Shenyang sandy strata was tested with these experiment devices. The quantitative relations between grouting factors (grouting pressure, strata parameters, water-sand consolidation agent ratio) and grouting effects (grout spread radius, gell strength, grout amount) are obtained with regression analysis, and the influence degree of grouting factors on grouting effects is studied.