【摘 要】
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本文依托于国家重点研发计划课题(2017YFC0603004)“千米深井巷道围岩改性关键材料与技术”,采用微纳米硫铝酸盐水泥基注浆材料为原料,重点研究了水灰比、黄料白料质量比对注浆材料基本性能的影响,应力(注浆压力和地应力共同作用)对注浆结石体强度的影响和作用机理,注浆加固对煤岩强度性能的影响,最后将硫铝酸盐水泥基注浆材料进行了工程应用。通过本论文研究能够为硫铝酸盐水泥基注浆材料性能优化及工程应用
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本文依托于国家重点研发计划课题(2017YFC0603004)“千米深井巷道围岩改性关键材料与技术”,采用微纳米硫铝酸盐水泥基注浆材料为原料,重点研究了水灰比、黄料白料质量比对注浆材料基本性能的影响,应力(注浆压力和地应力共同作用)对注浆结石体强度的影响和作用机理,注浆加固对煤岩强度性能的影响,最后将硫铝酸盐水泥基注浆材料进行了工程应用。通过本论文研究能够为硫铝酸盐水泥基注浆材料性能优化及工程应用提供理论依据和指导。本文取得的主要研究成果如下:1、黄料白料浆液的泌水率都较小,密度相差不大,粘度接近,保证了双液注浆泵吸浆的质量比例接近1:1。单液的流动度随着时间的延长,基本不发生变化。混合浆液的凝结时间在10 min~22 min内可调,结石体早期强度高,后期强度无倒缩。随着黄料比例的增加,混合液的流动度呈现先增大后减小的规律,流动度都能满足工程需求。黄料过多或过少都会影响注浆材料的性能,最佳质量比范围为1.0:1.0~1.0:0.6。2、应力养护2 h与养护4 h对强度性能的影响一样。应力为5 MPa时,强度性能已明显提高,继续提高应力强度增加不大。应力-密度-抗压强度三者存在定量关系,可用来评估煤矿注浆加固的质量。应力促进早期水化产物的生成,但不改变种类和最终产量。应力越大,结石体的微观结构越密实。常压下试块以有害孔和多害孔为主,应力作用后以少害孔、有害孔为主,且应力越大无害孔越多;揭示了应力作用机理。3、现场应用确定了注浆工艺参数,解释了实际注浆量与理论注浆量差异的原因。破碎围岩注浆加固后,变形量明显降低,锚杆锚固力提高2倍。材料浆液可注入10?m大小的煤岩裂隙,能有效填充煤层中的裂隙,形成密实的结石体,且与煤岩粘接紧密。
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