超细水泥基注浆材料性能研究

本文着重研究了超细水泥基材料的物理力学性能 ,与高效减水剂的相容性 ,水灰比 ,搅拌时间等注浆工艺参数对超细水泥基注浆材料性能的影响。为设计和施工单位合理选择外加剂 ,确定注浆工艺参数提供了参考依据。     

超细水泥基注浆材料性能研究

本文着重研究了超细水泥基材料的物理力学性能,与高效减水剂的相容性,水灰比、搅拌时间等注浆工艺参数对超细水泥基注浆材料性能的影响。为设计和施工单位合理选择外加剂,确定注浆工艺参数提供了参考依据。     

超细水泥基注浆材料性能研究与工程应用

在分析了注浆材料发展现状的基础上,对超细水泥基注浆材料I和II的性能进行了全面研究,并在山西赵庄矿软岩巷道修复加固中进行了现场应用。结果表明,采用该注浆材料注浆加固后,在半年时间内两帮最大移近量仅65 mm,通过地质雷达探测后发现,内部裂隙被充填压密,取得了良好的支护效果和经济效益。     

本煤层瓦斯抽采钻孔注浆材料优化试验研究

针对本煤层瓦斯抽采钻孔周边裂隙多、注浆效果差、抽采浓度低等问题,对注浆封孔机理及注浆液性能进行了分析,并通过13125本煤层钻孔注浆材料配比优化试验,得出高水材料注浆时间为水泥浆液单孔注浆时间的65%;高水注浆材料单孔成本最高仅为水泥注浆单孔成本的79%;高水材料注浆效果优于水泥注浆效果,最佳注浆配比为水料比9∶1。     

微纳米无机注浆材料研发与应用

随着煤矿开采深度的增加,千米深井巷道围岩大变形控制难题急需解决,提出了支护-改性-卸压"三位一体"协同控制技术,其中注浆"改性"环节要求注浆材料具有高渗透性和早强性。以硫铝酸盐水泥熟料、石膏、石灰为主要原料,通过优化配比和超细粉磨方法研发了具有早强、高渗透性的微纳米无机注浆材料,测试了材料粒径、比表面积、抗压强度、泌水率和凝结时间;采用自制的注浆模拟系统测试了微纳米无机注浆材料注浆加固煤体效果;在中煤新集口孜东矿进行了现场应用。材料性能实验结果表明,硫铝酸盐水泥熟料、石膏、石灰三者最优质量比为10∶8∶2,经超细化加工,材料粒径达到6. 7μm,比表面积为1 200 m~2/kg,达到微纳米级别;水灰比为1. 0时,6 h抗压强度达到6. 8 MPa,泌水率低至2. 8%,初凝时间为10 min。煤体注浆加固模拟实验结果表明,注浆前后煤样强度提高24. 4%;现场工程应用结果表明,注浆前后锚杆拉拔力提高了2倍,浆液大量填充煤体裂隙,提高了煤体完整性,扫描电镜观察说明浆液可以通过10μm裂隙,渗透性良好。与传统水泥基注浆材料相比,微纳米无机注浆材料具有更高的渗透性和早期强度;与有机化学注浆材料相比,微纳米无机注浆材料为无机矿物材料,不燃,具有更低的成本和使用安全性。     

注浆封孔材料的性能及其膨胀机理研究

注浆加固巷道围岩是矿山支护的新技术之一,钻孔封堵材料是注浆加固技术研究的一个重点。本文介绍了一种以高铝水泥、石灰、石膏等为主体材料的速凝高强膨胀性封孔材料,测定了该材料的凝结时间、膨胀率和强度等特性并对其膨胀机理进行了探索。结果表明,所研制的速凝高强膨胀性封孔材料凝结时间适当、膨胀率较大、强度较高,能够满足矿山注浆加固封孔的要求。材料的膨胀机理在于水化产物钙矾石具有较小的晶体尺寸并呈放射状分布。     

新型注浆材料及注浆工艺的研究和应用

为了改善巷道围岩特性,增强支护效果,防止巷道透水,针对传统注浆材料强度低、渗透性差及传统注浆工艺不能充分利用围岩特性的缺点。通过材料性能影响因素的分级及巷道围岩特性和劈裂影响因素的研究,开发出一种新型注浆材料及差异注浆工艺。该材料以硫铝酸盐水泥及粉煤灰为主,辅以各种添加剂,具有强度高、渗透性好、抗渗性能强等特点;差异注浆工艺将巷道围岩划分为不同的区域,采用不同的注浆压力、速率及浆液黏度。在河南能源龟兹煤矿进行现场应用,结果表明:该新型材料及注浆工艺可有效改善围岩特性,提高围岩力学性能,增强支护效果,防止巷道突水。     

新型无机注浆材料的研发与应用

晋煤集团多数矿井为高瓦斯矿井,且采高比较大,采动过程中矿压显现比较明显,造成回采巷道变形比较严重,需要对巷道进行注浆加固。通过研发应用一种新型的无机材料,解决现有煤层注浆中出现的普通硅酸盐水泥凝固速度慢、可注效果差及有机高分子化学材料价格昂贵且易自燃等问题,对高瓦斯矿井受采动影响的巷道起到很好的加固效果。     

层次注浆工艺在切顶留巷围岩加固工程的应用

针对沿空切顶卸压留巷巷道受断层影响大变形、无法进行常规支护等问题,对巷道表面位移、顶板离层进行监测,得到巷道围岩破碎后变形规律和围岩结构情况|并根据工程需求研发一种以新型无机注浆材料和注浆工艺为核心的层次注浆技术,对留巷巷道进行注浆加固治理。工程实践结果表明：经过层次注浆加固后,围岩变形得到快速控制,顶板下沉量控制在25mm之内,顶板离层量仅为2mm左右|顶板淋水问题得到解决,围岩裂隙得到有效充填加固,留巷巷道变形进入稳定阶段,能够满足后期使用要求。     

破碎煤岩巷道注浆加固材料实验及应用研究

为了解决破碎煤岩巷道支护难题,针对山脚树煤矿226轨道石门存在埋深大、高应力及穿过近距离煤层群特点,通过对226轨道石门进行现场调研及理论分析研究巷道变形破坏特征,拟采用超细水泥-普通水泥为注浆材料对破碎石门巷道进行注浆加固作业。通过对浆液试件进行单轴压缩、劈裂及压汞室内试验,研究了不同超细水泥成分占比及不同水灰比浆液力学参数特征及孔径分布规律,研究表明：随着超细水泥占比的增加,浆液的抗压强度及弹性模量呈现先增大后减小,孔隙度降低,小孔及微孔孔容比上升;根据室内实验数据,确定了最优的注浆材料配比,结合现场围岩地质情况,提出“双层锚网+中空注浆锚索”支护方案。现场监测应用新的注浆支护方案顶底板变形量减少了85%,两帮变形量减小了86%,表明浆液对破碎围岩巷道具有良好的固化效果。