回風斜巷貫穿采空區(qū)頂板注漿加固材料

 

一、回風斜巷貫穿采空區(qū)頂板注漿加固概述：233回風巷斜巷貫穿采空區(qū)121820回風巷，巷道高度2.9米，寬度4.0米。目前前方探測預計121820回風巷采礦區(qū)高度5米，寬度6-7米左右進行加固，使采空區(qū)形成一個采空區(qū)框架，然后233回風斜巷貫穿而過。目測流水最大致7、8立方米每小時，根據(jù)現(xiàn)場情況本公司出方案及施工。

二、治理地點及頂板注漿加固治理目的、預期效果：

1、233回風斜巷貫穿采空區(qū)121820回風巷。

2、通過頂板注漿加固，提供合理的支護阻力，適應圍巖變形，有效保持圍巖穩(wěn)定。

回風斜巷貫穿采空區(qū)頂板注漿加固材料綜合效果表現(xiàn)在以下四個方面：

1）漿液固結體的網(wǎng)絡骨架作用

漿液經(jīng)擠壓或滲透到圍巖縱橫交錯的裂隙中固結后，會在圍巖中形成網(wǎng)絡骨架結構。漿液固結體呈薄厚不一的片狀或條狀，幾乎可相互連通形成網(wǎng)絡骨架，恒安高分子聚合加固材料和煤體的固結體具有良好的韌性和粘結性，當外載增加時，固化材料發(fā)生變形但不破壞，載荷主要由強度較高的煤巖體承擔，這樣圍巖的破壞條件由原來的裂隙弱面強度條件向接近煤體強度條件轉化。當煤體應力超過煤體強度發(fā)生較大變形時，固結材料的網(wǎng)絡以其良好的韌性和粘結強度起到骨架作用，提高圍巖的殘余強度，限制圍巖破壞的擴展，從而改善維護狀況。

2）充填壓密及轉變圍巖破壞機制的作用

漿液在泵壓的作用下，除了將一些較大的裂隙充填滿，還可以將一些充填不到的封閉裂隙和小裂隙壓縮，甚至使其閉合，提高圍巖的彈性模量和強度。

經(jīng)過注漿固化后，裂隙內(nèi)充滿加固材料，加上固結材料對裂隙面的粘結作用，使裂隙端部的應力集中大大削弱或消失，從而使圍巖的破壞機制發(fā)生轉變。另外，當圍巖中存在較大的裂隙，裂隙附近的巖體處于二向應力狀態(tài)，當裂隙內(nèi)充滿固化材料或壓密后，將變?yōu)槿驊顟B(tài)，而巖體在三向應力狀態(tài)時的強度比二向時顯著增大，并且脆性減弱、塑性增強。通過對冒落區(qū)充填，使整個空區(qū)形成一個整體，提高總體承載能力。從受力狀態(tài)來看，注漿固化也起到了轉變巖體破壞機制和提高圍巖強度的作用。

3)提高頂板圍巖體強度

通過注漿, 能夠改變?nèi)趺娴牧W性能, 即提高裂隙與煤巖體之間的粘聚力和內(nèi)摩擦角,增大巖體內(nèi)部塊間相對位移的阻力,從而提高頂板巖體的整體穩(wěn)定性。

4)形成承載結構

通過注漿加固, 可以使松散巖體重新膠結成整體, 形成承載結構, 充分發(fā)揮圍巖的自穩(wěn)能力。并且利用漿液的滲透和擴散作用，封堵圍巖裂隙，可阻止水氣侵入內(nèi)部巖體，防止水害和風化對煤體的進一步影響，對保持圍巖力學性能，實現(xiàn)長期穩(wěn)定意義重大。

 

三、回風斜巷貫穿采空區(qū)頂板注漿加固材料及注漿設備：

 

1.礦用高分子聚合材料--恒安聚合II介紹：

根據(jù)巷道實際的狀況，我們選擇礦用高分子聚合材料——恒安高聚合II注漿加固。恒安高分子聚合材料是由兩種組分組成的高分子化學產(chǎn)品，用于煤巖體的加固。產(chǎn)品的高度粘合力和良好的機械性能與煤巖體產(chǎn)生高度粘合，良好的柔韌性可以承受地層壓力的長期作用，并且具有強抗?jié)B性能、抗磨、抗沖擊性能和抗老化性能，從而達到長久穩(wěn)固煤巖體的目的。

材料在注入到煤巖體裂隙中后，低粘度的混合物可以保持幾秒到一分鐘左右的液體狀態(tài)，在擴散一定范圍后反應結束，在煤巖體裂縫內(nèi)反應、硬化，與煤巖體膠結，達到快速加固煤巖體的目的。

恒安聚合II材料是一種雙組分可溶性硅酸鹽樹脂。其滲透性極強，可滲透到0.14mm以上寬度的縫隙。其性能為:

具有阻燃、抗靜電性能。由于該材料本身具有阻燃性，不需要加阻燃劑；

反應溫度低.最高反應溫度低于100度；

凝固快。常溫下流動時間70s左右，凝固時間約90s；

強度增加迅速。在漿液凝固6分鐘后粘結強度達到1.5MPa，半小時后達到4MPa；1小時抗壓強度可達40 MPa以上；

韌性好。其彈性模量為圍巖的十分之一，在頂板來壓時會產(chǎn)生塑變而不斷裂；

材料性能穩(wěn)定，不收縮不老化；

環(huán)保性。注漿時對施工環(huán)境無污染，對人體無害。

同時注漿后的滲透漿液改變了圍巖的松散結構，提高粘結力和內(nèi)摩擦角，可有效封閉裂隙，進而阻止水及空氣對巖體侵蝕，使巖體強度顯著提高。

 

恒安聚合II材料適用于快速膠結固化破碎的煤層和巖層并可封堵漏風及漏水等。主要應用于臨時和永久性固結注漿；采煤工作面煤體注漿，以防止片幫和冒頂；巷道的超前加固防止掘進過程中冒頂；在巷道維修時，加固巷道圍巖提高煤巖體的自身支撐力等。