巷道破碎围岩膨胀注浆加固材料改性试验及应用

为增强煤矿巷道安全性,提高注浆效果,试验制备了一种膨胀注浆材料,并设计正交试验,研究其最佳配比及性能。结果表明,膨胀注浆材料的最佳参数配比为高性能混凝土膨胀剂(HCSA)掺量8%、三乙醇胺(TEA)复配早强剂掺量4%、聚羧酸减水剂掺量0.9%。在最佳参数配比下,试验分别采用膨胀注浆材料和水灰比0.6的纯水泥进行破碎围岩加固试验,在养护7、28 d时,破碎围岩膨胀注浆材料加固试件的单轴抗压强度分别达到16.245、33.147 MPa,对比围岩初始强度,恢复系数分别是0.26、0.53,优于破碎围岩纯水泥加固试件。

PA-膨胀注浆锚杆支护研究与应用

介绍了鸡西矿业集团杏花煤矿采用PA-膨胀注浆锚杆支护巷道机理、施工工艺及其支护效果。实践表明,该锚杆在加固巷道松动围岩方面效果很好,不仅能够提高破碎顶帮的整体强度,增加围岩自身的承载力,而且注浆浆液充填压密裂隙,可防止漏风,避免发火,并具有堵水作用。

早强剂对微膨胀注浆料早期力学性能的影响研究

对比分析了在标准养护条件下,早强剂种类和掺量对微膨胀注浆料早期力学性能的影响。结果表明:当早强剂掺量相同的条件下,相对于甲酸钙和硅酸钠,硫酸钠能够明显提高微膨胀注浆料的强度;随着硫酸钠掺量增大,微膨胀注浆料的早期强度逐渐提高,当其掺量为0.8%时,注浆料的早期强度达到最高。

高流态速凝微膨胀超细硅质注浆材料研制

为了改善岩土工程注浆加固中普通水泥基浆液流动性较差、凝结时间难以控制、结石体易收缩等问题,基于超细硅酸盐水泥性能研究,通过添加减水剂、速凝剂、膨胀剂等外加剂,研究对超细硅酸盐水泥流动度、凝结时间、膨胀度和水泥强度的影响规律,研制出高流态速凝微膨胀超细硅质注浆加固材料。结果表明:0.4水灰比条件下,减水剂掺量0.5%的浆液流动度大于45 cm,抗压强度是未掺减水剂的1.4倍;基于0.5%掺量的减水剂,速凝剂掺量大于0.5%时,浆液的凝结时间低于45 min,其变化敏感性随速凝剂掺量继续增大明显降低;基于0.5%掺量的减水剂、0.5%掺量的速凝剂,当膨胀剂掺量为5%时,浆液结石体膨胀率为0.1%,能够抵消自收缩,同时实现微膨胀效果。新型浆液具有高流态、速凝、微膨胀的特点,并且在水泥注浆模拟的试验中,其强度可达普通注浆材料的2.4倍。最佳配方为超细硅酸盐水泥95%、膨胀剂5%、减水剂0.5%、速凝剂0.5%,水灰比0.3~0.5。

急倾斜层状岩体巷道顶板膨胀型浆体注浆支护效果研究

为分析急倾斜层状岩体巷道顶板注浆后的支护效果,采用ABAQUS软件分别建立其顶板层理面普通型浆体注浆和膨胀型浆体注浆加固以及未注浆的数值分析模型,对比分析了不同注浆条件下巷道顶板的位移、应力与塑性应变的变化特征。开展了急倾斜层状岩体巷道顶板注浆相似模拟试验,在相似模型中设置了与数值模拟对应的位移与应力监测点,对比分析了普通型浆体注浆和膨胀型浆体注浆后的顶板位移及应力变化特征,并结合相似模拟试验现象分析了膨胀型浆体的注浆加固机理。研究表明:普通型浆体注浆和膨胀型浆体注浆条件下的顶板垂直位移较未注浆分别平均减少了19.7%和30.2%,膨胀型浆体注浆较普通型浆体注浆的垂直应力平均降低了18.4%。相似模拟试验中,巷道顶板位移及内部应力变化规律与数值模拟相吻合,膨胀型浆体注浆后的顶板承载能力和抵抗变形能力更强,加载后较普通型注浆下的顶板位移与应力更小。研究结果进一步表明,膨胀型浆体对于急倾斜层状岩体巷道顶板注浆加固具有良好的支护效果。

膨胀式固孔注浆管在立井工作面探水注浆施工中的应用

立井施工中,工作面预注浆是常用的治水方法。根据田陈煤矿北区新风井特殊的水文地质条件,多次采用膨胀式固孔注浆管进行工作面预注浆,不仅节省了混凝土止浆垫浇筑和拆除时间,而且由于固孔作业简便,易于操作,缩短了建井工期,技术经济效益明显。

新型早强带模注浆材料配方设计及拱顶带模注浆施工工艺研究

二次衬砌背后脱空是指隧道二次衬砌混凝土与初支喷射混凝土之间存在空隙、空洞或不密实的现象。在隧道实体工程质量检测过程中发现,二次衬砌混凝土背后脱空及二次衬砌拱顶不密实现象普遍存在。为了解决上述问题,水电七局试验检测研究院研发了一种新型早强微膨胀带模注浆剂。该注浆剂直接与工程中实际使用的水泥复配组成新型早强带模注浆材料,该注浆材料的施工性能和力学性能不仅能够满足相关规范、设计的要求,也解决了二次衬砌混凝土背后脱空及二次衬砌拱顶不密实现象。新型早强微膨胀带模注浆剂的成功研发不仅较大程度降低了注浆材料的采购成本,也具有较高的技术、经济价值。

铁路隧道衬砌脱空病害整治新材料及新工艺的应用研究

介绍铁路隧道衬砌脱空病害整治新材料及新工艺的研究及应用情况。从材料、机具、工艺及检测4个方面对传统回填注浆工艺进行改进。微膨胀注浆材料具有良好的流动性和填充性,可充分填充0.6 mm以上间隙,体积稳定性良好,28 d抗压强度超过50 MPa。新工艺采用设计的注浆杆代替传统注浆管,利用了注浆杆加压膨胀的原理,施工时安装、拆卸方便,提高了施工效率,节约了施工成本。通过现场试验及应用检测可知,使用微膨胀注浆材料及注浆新工艺进行脱空区病害整治后,衬砌厚度满足设计要求;注浆材料与混凝土结合情况良好,黏结强度为1.62 MPa,亦满足相关技术标准要求。

破碎围岩巷道支护参数设计

针对15206回风巷受地质构造影响围岩破碎,原有支护参数围岩变形量大等问题,提出用注浆膨胀锚杆控制围岩变形,并用FLAC3D模拟支护效果,工程应用后有效控制了围岩变形。具体研究成果为:破碎围岩对围岩应力较为敏感,新设计的支护参数在一定程度上能降低围岩应力集中程度;采用注浆膨胀锚杆结合锚索、钢带及钢筋网对围岩支护后,顶板、底板及巷帮最大变形量为70 mm、300 mm、120 mm,变形量在允许范围内;研究成果可为其他矿井破碎围岩巷道支护提供借鉴。

松软破碎围岩巷道支护技术研究

根据某矿15层煤顶板破碎实际情况,研发了一种新型注浆膨胀锚杆。该锚杆具有加固围岩和预应力大等特点。在理论分析基础上,确定了"注浆膨胀锚杆+锚索+钢筋网+W钢带"的支护方案,并运用数值模拟方法验证了该支护方案的合理性。巷道围岩变形现场观测表明,该支护方案可满足15层煤破碎巷道安全生产要求。