新型注浆材料在矿井工程中的应用

为解决两淮矿区深部巷道围岩控制难题,本文结合深部围岩特性研发了适用于深部高地压巷道的新型注浆材料,对其不同水灰比条件下流动性、凝结时间及力学特性进行测试,并结合现场进行工业性试验,设计了注浆加固方案,对注浆加固效果进行监测,发现其有效提高了煤岩或破碎岩层的承载能力,高效解决了各种具有安全隐患的地层问题,保障了生产安全,提高生产效率,具有一定的应用前景。

新型注浆材料综合锚注治理大巷底鼓技术

针对寺河矿二号井15号煤层3条大巷围岩破碎、底鼓量大且持续变形的问题,通过理论分析、钻孔窥视等方法分析了巷道底鼓的原因,得出了其是由重复采动、支护方式不当等多因素综合作用的结果。在治理措施方面重视“时效”理念,要求支护措施快速发挥作用,防止围岩出现非稳态蠕变引发持续性的变形甚至破坏,在本质上改善围岩松散软弱状况,形成良好的传力机制。基于此支护对策,研发了新型CDKS快凝注浆材料,其5~15 min便可固化,8 h便达到理论强度的80%,并且提出了针对两帮、底角及底板的综合锚注治理措施。工程实践表明：对3条大巷锚注施工后,在变形最严重的151101巷40 d平均底鼓量及两帮平均移近量分别为47、56 mm,且均已趋于稳定。对巷道扩帮、拉底后进行综合锚注,能够以较快速度控制围岩变形,证明了该方法的合理性。

公路下伏采空区泡沫轻质土新型注浆材料施工性能试验研究

对采空区注浆处治常用的水泥粉煤灰浆液进行发泡改性,制成泡沫轻质土新型注浆材料,通过室内试验研究其施工性能及其影响因素。结果表明:在同一固相比条件下,浆液流动度随着水固比的减小而减小。新材料流动性随泡沫溶液掺量的增加而减小;随着水固比的减小和泡沫溶液掺量的增加,新材料的分离率逐渐减小;在相同固相比情况下,泡沫轻质土凝结时间随着水固比(水灰比)的减小而相应地缩短。水固比(水灰比)对泡沫轻质土的凝结时间有显著影响;提出了满足施工要求的公路下伏采空区泡沫轻质土新型注浆材料的配比范围。

山西省公路建设采空区新型注浆材料关键技术研究

通过对赤泥对环境的不利影响、主要研究内容与关键技术进行了详细介绍,提出了采空区新型注浆材料关键技术的研究立足赤泥处置资源化、减量化、无害化的原则,并基于我国国情提出了“资源回收-气体净化-制备建筑材料”赤泥利用的技术路线,为工业固废—赤泥的大规模资源化利用提供了崭新的研究和思路。

成庄煤矿大采高孤岛工作面留巷修复中新型注浆材料的应用实践

针对有机材料可燃、有毒且价格昂贵,无机材料可注性、黏结性差等问题,开发了新型无机注浆材料,在水灰比为0.6∶1的配制下,注浆材料的初凝时间为55 min,结石率达到98.6%,28 d的抗压强度达到66.2 MPa。以成庄煤矿5308大采高孤岛工作面留巷为工程背景,提出了采用深浅交叉、分层逐步注浆和高预应力锚索补强的方法进行巷道修复。结果表明,采用新型注浆材料加固围岩的效果明显,与普通无机材料相比留巷围岩的变形量降低了30%~40%。

新型注浆材料在岩溶隧道支护中的应用研究

我国西南地区岩溶地质条件发育良好,为交通隧道建设带来极大的挑战。为了能够科学治理岩溶隧道突涌、塌陷等问题,文章通过室内研发、制备新型岩溶地层注浆加固材料,对其开展凝结试验与抗压强度等物理性质研究,并依托西南某公路隧道工程对其工程实际应用性与经济性展开了深入探讨,发现新型注浆材料在岩溶隧道支护中取得了良好的加固效果,且具有工期短、经济成本低的特殊优势,在岩溶隧道支护中应用前景十分广阔。

新型注浆材料在地基加固中的应用

文章对新型注浆材料在地基加固中的应用进行了分析。

WIS新型注浆材料在隧道岩溶管道中扩散规律试验研究

为探究WIS新型注浆材料在隧道岩溶管道中的扩散规律,针对隧道岩溶管道涌水特征,搭建可视化岩溶直管道注浆模拟系统,基于正交试验研究3种粒径的WIS新型注浆材料在动水注浆下管道直径、动水流速、注浆速率对浆液扩散封堵距离的影响规律,并提出浆水速率比θ对浆液扩散规律的作用机理。选取典型工况探讨注浆封堵体的特征,对比分析注浆扩散过程中压力场、流速场等多物理场的动态演化特征。结果表明:动水流速是影响浆液扩散封堵距离的外部主控因素;浆液在有效扩散范围内顺水扩散封堵距离与浆水速率比θ呈负相关关系;注浆扩散过程中动水流速衰减速率呈慢—快,压力增长速率呈慢—快—慢变化趋势直至实现封堵;浆液未实现封堵时动水流速呈先降低后升高,压力呈先升高后降低变化趋势。

注浆材料性能对隧道工程的影响分析

为分析新型注浆材料在隧道工程中的影响,运用单一变量方法、倒杯法、pH剂以及量筒等试验器具对新型注浆材料(C1.0、C1.5、C2.0)、水泥-水玻璃(C-S)、水泥(C)、胶砂(JS)五种浆液结合体进行相对应的密度、凝胶时间、结石率、泌水率和pH值试验,研究结果表明:新型注浆材料的密度较小,单位体积的结石体所需要的新型注浆材料的质量最小,造价成本相对有优势;新型注浆材料的结石率100%,说明其具有优越的填充性能,浆体结构稳定性能好;新型注浆材料的胶凝时间在16~52 s,可以充分发挥加固作用,比较符合实际的施工作业需求;新型注浆材料都是显弱碱性,对管片结构的腐蚀很轻微;新型注浆材料不存在泌水现象,说明其稳定性能比较好,适合用于填充。

岩溶区隧道新型绿色注浆材料试验研究

研究目的:为解决传统注浆材料难以同时满足岩溶区隧道注浆止水、回填及加固要求的问题,研究一种由硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、甲酸钙、聚羧酸、瓜尔胶配制而成,适用于岩溶区隧道注浆的新型绿色注浆材料(Green Grouting Material, GGM)。通过正交试验探究各组分对GGM浆液基本性能的影响,开发一种模拟岩溶区动水注浆的装置对最优配比下的GGM浆液进行特性测试,得到不同水流速、模拟环境下注浆材料的动水留存率,分析GGM材料适用性并得到不同环境下动水留存率关于动水流速的回归方程。研究结论:(1)当硫铝酸盐水泥水灰比为0.33,普通硅酸盐水泥掺量20%,甲酸钙掺量3%,聚羧酸掺量0.3%,瓜尔胶掺量0.3%时,GGM的主要性能最优,相较于硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥,最优配比下的GGM具有明显更优的动水留存率;(2)GGM浆液在动水流速为0.4 m/s的富水岩溶区空腔环境、断层破碎带、富水砂卵石地层、富水砂层中的动水留存率分别为58.6%、68.36%、64.72%、87.29%,充填堵水效果较显著,满足一般注浆工程需求;(3)GGM材料具有机械强度高、凝结时间快、流动度良好、动水留存率高等优点,是一种较为理想的富水岩溶区隧道注浆材料;(4)本研究成果可为岩溶区隧道注浆止水加固提供参考和借鉴。

公路采空区泡沫轻质土新型注浆材料水稳性和抗冻性试验研究

为评价公路采空区泡沫轻质土新型注浆材料在水环境下工作性能的变化以及在西北部寒冷地区环境下的抗冻融性能,制备了气泡轻质土试样,分析了气泡轻质土试样在浸水和冻融循环条件下密度和无侧限抗压强度的变化幅度和规律。研究结果表明：试样的吸水过程主要发生在浸水初期的14d内,浸水30d至60d后,密度和吸水率维持为一稳定值;试样强度降低主要发生在浸水初期的7d内;试样水固比越大,其强度损失率越大。从试验结果看：试样浸水前后强度损失值并不大,能够适应水环境下的工作需要;试样在冻融第5次时强度损失率最大,在其后的冻融循环过程中,强度下降幅度降低,趋于平稳;气泡轻质土水灰比越大,抗冻融循环能力越弱;15次冻融循环后,水固比1∶1～1∶2的试样,其强度损失率为16.9%～10.7%;试样的密度和无侧限抗压强度随着泡沫溶液掺量的增加呈线性减小。研究提出了适用于公路富水采空区和冻融环境下采空区注浆处治新材料的配比范围。

一种新型高分子注浆材料的试验研究

在深部岩土工程实体加固及涌水封堵治理的基础上,分析一种新型高分子注浆材料反应机制的可行性,就浆材的黏结性、凝胶性、固结体抗压抗折强度等进行详细的室内试验研究工作,并在模拟的砂卵砾石层中开展渗透注浆模拟试验研究,分析注浆压力、注浆时间、浆液温度、围岩渗透系数等主要因素对浆液扩散半径和注浆后结石体抗压强度的影响规律以及其相互关系。结合现场工程实例,进一步验证该化学浆液在工程加固及涌水封堵治理上的实用性和优越性。试验结果表明:注浆材料的流动性、黏结性、早强性及耐久性较好,具有储存运输方便、工艺简单实用、遇水急速膨胀、固结体无毒环保等优点。浆液扩散半径随注浆压力、注浆时间、渗透系数的增大而增大,随浆液温度的升高而减小,最显著的影响因素是注浆压力和渗透系数,其次是浆液温度和注浆时间;注浆后结石体的抗压强随注浆压力、浆液温度、孔隙度以及注浆时间的增大而增大,注浆压力和孔隙度对结石体抗压强度有较大影响,浆液温度次之,注浆时间对结石体强度的影响最小。研究结果表明该高分子注浆材料具有良好的工程加固和封堵性能,与传统固化材料相比,具有凝胶快、强度高、膨胀性好等优点,是一种比较理想的高分子加固材料和堵水剂。

新型绿色OHC注浆材料在水利工程中的应用研究

为提升水利工程注浆材料的工程性能和环保性,通过掺入HBSC和CMK材料,室内制备了新型绿色OHC注浆材料,并对其开展了不同配比条件下的材料结石率、凝结时间和抗压强度试验。研究发现:新型绿色OHC注浆材料配比为55%HBSC、35%OPC和10%CMK时,综合性能最佳。

新型同步注浆材料在盾构隧道中的应用

同步注浆在盾构隧道中具有非常重要的作用。盾构隧道如果出现上浮则极易导致隧道的管片错台或破损渗漏等病害问题,整个建筑工程的承载量以及基本质量都会受到损害。因此重视同步注浆设备以及材料的更新,将盾构隧道建设中的管片以及开挖面之间存在的空隙进行合理的控制,进而保证隧道的上浮量降低,从而提升成型隧道的基本质量。

GT-1新型水泥基抗分散注浆材料在岑水高速公路均昌隧道帷幕注浆中的应用

GT-1水泥基抗分散注浆材料与水泥浆液混合后呈膏状,具有初终凝时间可调、动水抗分散、可泵性好、早期强度高、环保无毒等显著优势。岑水高速公路均昌隧道富水软弱地层在帷幕注浆施工过程中通过GT-1水泥基注浆材料的选用、配比、注浆施工以及高压涌水封堵和地层加固,成功封堵了地层内高压、大流量涌水,大幅提高了围岩的承载能力和稳定性,确保了隧道掘进安全,为隧道贯通提供了保障。

破碎围岩无机材料注浆加固机理及其应用研究

巷道开挖后,围岩受采动影响及矿压作用而发生破坏,破碎的围岩严重威胁煤矿安全生产,注浆加固是消除威胁的有效手段。采用最优配比试验优选出新型无机注浆材料最佳配比,对新型注浆材料注浆加固机理和固结特性以及流动时间进行了研究,并对新型注浆材料现场加固进行了应用分析,研究结果表明:煤体表面孔隙被絮状凝胶和水化产物充填,提高了界面胶结强度,增强了完整性与致密性;固结煤抗压强度较高,当养护8 h时可以达到13.1 MPa;浆液能够均匀分布在石子、河沙之间,三者粘结在一起,起到加固作用;注浆加固段巷道变形量整体小于未注浆加固段,注入新型无机注浆材料后提高了煤体承载力,对于保持巷道稳定性具有较好效果。

矿渣-粉煤灰复合注浆材料加固软土路基效果研究

为研究新型矿渣-粉煤灰复合注浆材料在软土路基改良及变形控制中的应用,文章基于室内不固结不排水试验、渗透性试验及微观电镜试验,验证其对天然紫色土、壤质砂土和砂土的改良效果。研究发现:矿渣-粉煤灰复合注浆材料能够有效增强软土的承载能力,抗渗性,注浆前后三种土体的强度增幅分别为61.08%、40.82%和45.50%,天然紫色软土的改良效果最佳。

高分子注浆加固材料在西山煤电东曲矿的应用

介绍了东曲煤矿运用新型注浆材料对14216采煤工作面及顺槽巷道的煤体进行加固,通过分析了对煤体注浆加固的作用原理,提出了预防冒顶及巷道失稳的措施,解决了因软弱顶板、工作面应力集中、顶板支护强度不够等各种原因造成的巷道变形、工作面垮帮、冒顶等问题。

断层破碎带化学注浆加固处理技术

运用化学注浆新技术对大同煤矿集团雁崖矿416盘区14-3工作面巷道断层破碎带进行加固处理,该技术方法采用HK-9101新型聚合物材料进行注浆,与传统煤矿注浆加固方法相比,能更有效加固顶板,为架设永久支护节约了时间和空间,且施工工艺简便,为煤矿工程取得了良好的技术经济效益。

大采高工作面复用巷道二次注浆支护技术

针对大采高工作面复用巷道变形大、维护困难的问题,通过现场实测分析复用巷道变形破坏规律,提出围岩协调支护理论,阐述围岩变形与注浆支护时机的作用机理,应用新型注浆材料进行了二次注浆支护试验。结果表明:复用巷道可划分为超前影响区、初始变形区、剧烈变形区、趋于稳定区、稳定区;协调支护理论认为注浆支护应在围岩变形起始阶段进行,在工作面前、后方进行二次注浆支护;复用巷道采用二次注浆支护变形量减小50%以上。