改性水泥基注浆材料物理力学性能试验及应用

王强^1,2，李文洲^2,3

1. 山西潞安矿业(集团)有限责任公司2. 煤炭科学研究总院开采研究分院3. 天地科技股份有限公司开采设计事业部

摘 要：针对煤矿采煤工作面破碎煤岩体深孔高压注浆过程中,化学浆成本较高、用量大,普通硅酸盐水泥浆液结石体与煤体黏结性较差的问题,开发了应用于普通硅酸盐水泥浆改性液,并对其进行了改性水泥基注浆材料黏度、结石率、‘8’字模抗拉强度及锚杆拉拔条件下浆液结石体黏结性能等物理力学性能的实验室分析。结果表明,当水泥改性液用量不大于20%时,对浆液的流动性影响较小,满足高压深孔注浆浆液的要求;不同水灰比条件下,浆液结石率都在98%以上,改性液对浆液的结石率效果提升不是很明显,但不会造成结石率降低;锚杆拉拔条件下黏结性能试验表明,水灰比为0.7∶1.0,改性液用量为15%时,结石体黏结性能最好。高压深孔注浆宜采用单液水泥浆,水玻璃添加量为水泥质量的3%⁴%,水泥改性液用量为水泥浆液用量的15%²0%为宜。采用改性水泥基注浆材料在山西潞安常村煤矿N1-3孤岛工作面收尾期间进行了高压深孔注浆井下试验,现场试验表明,浆液消耗量及注浆成本大幅降低,并缩短了收尾工期。

关键词：破碎煤体加固;改性水泥基注浆材料;采煤工作面;深孔注浆;