基于安全高效支护结构体的堆喷技术研究与应用

针对煤矿井下作业环境的特殊性和现有支护技术的不足，提出了堆喷技术，确定了工艺参数，研发了堆喷外加剂(S2)，揭示了S2强化堆喷料性能的作用机理，形成了一套完整的堆喷构筑矿用支护结构体的工艺方法，并应用于沿空留巷等工程实践。结果表明：(1)堆喷技术可以根据需要构筑支护结构体，不受空间断面限制，操作工远离危险区，安全高效控制围岩；(2)堆喷料潮拌及输料管路分段加水工艺，提前湿润物料，可以促进堆喷料水化作用、增强粘附性及和易性、降低粉尘和回弹率；(3)S2的促凝组分包括NaAlO₂、Al₂(SO₄)₃、NaF、Al(OH)₃和快硬硫铝酸盐水泥(SAC-42.5)，增粘抗裂组分为硅灰(GS)、聚丙烯纤维(JB)，提高了支护结构材料的凝结速度和抗压强度，且具有微膨胀特性；(4)现场堆喷标准试件的单轴抗压强度测试结果为1天12.0 MPa,3天18.1 MPa,7天27.5 MPa,28天42.1 MPa,90天42.3 MPa，具有高强承载能力，且后期强度不倒缩，强度增长过程分为三个阶段...