【摘 要】
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随着煤矿开采深度的增加,软弱煤层在综采过程中经常会发生煤壁垮落和顶板冒顶事故,通常采用注浆加固软弱煤层,改善煤体的力学性能,为此研制了一种新型的聚氨酯/水玻璃双液注浆材料,其相畴尺寸小,相容性好,固结体强度高,改良了抗静电、阻燃、固化时间和蓄热温度等性能,更适用于煤体注浆。通过双液注浆材料的物理力学试验可得:浆液的凝胶时间受温度影响而改变,随着温度升高,浆液凝胶时间受温度的影响降低,当浆液初始温度
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随着煤矿开采深度的增加,软弱煤层在综采过程中经常会发生煤壁垮落和顶板冒顶事故,通常采用注浆加固软弱煤层,改善煤体的力学性能,为此研制了一种新型的聚氨酯/水玻璃双液注浆材料,其相畴尺寸小,相容性好,固结体强度高,改良了抗静电、阻燃、固化时间和蓄热温度等性能,更适用于煤体注浆。通过双液注浆材料的物理力学试验可得:浆液的凝胶时间受温度影响而改变,随着温度升高,浆液凝胶时间受温度的影响降低,当浆液初始温度为7℃时,凝胶时间为276s,当浆液初始温度为40℃时凝胶时间为24s;浆液在室温下最高反映温度为85.2℃;纯浆液固结体单轴抗压强度平均值为56.0MPa;当浆液以不同配比与标准砂固结时,固结体的单轴抗压强度随浆液所占比例的增加而增大。研制了一套高压双液注浆系统,开展聚氨酯/水玻璃双液材料注浆加固煤体模型试验,来研究双液注浆材料加固煤体的效果和加固体的力学性能。通过注浆系统中的压力传感器、热电偶、应变片等测试元件,应用TDS-630监测、记录并分析注浆过程中模型内外各种参数的变化趋势。注浆过程中温度、压力峰值均出现在10min左右,应力峰值出现在15min左右;煤体加固效果良好,并通过对取芯所得试样进行单轴抗压、巴西劈裂、单轴蠕变等力学试验评定注浆效果。单轴抗压强度在15.1～29.7MPa之间;抗拉强度平均值为2.1MPa。浆液在煤体中呈非均匀扩散,注浆过程温度、压力、应力和加固体抗压强度随着距注浆口距离的增大逐渐减小。由电镜扫描试验可以看出煤与浆液在交界处胶结紧密,浆液面密实光滑,浆液填充效果较好,固结强度高。浆液在煤体中的扩散方式为渗透扩散,物理力学性能良好,适合煤体注浆,研究成果为新型聚氨酯/水玻璃双液注浆材料在煤体注浆中的应用提供指导。图[39]表[19]参[52]
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