回风斜巷贯穿采空区顶板注浆加固材料

 

一、回风斜巷贯穿采空区顶板注浆加固概述：233回风巷斜巷贯穿采空区121820回风巷，巷道高度2.9米，宽度4.0米。目前前方探测预计121820回风巷采矿区高度5米，宽度6-7米左右进行加固，使采空区形成一个采空区框架，然后233回风斜巷贯穿而过。目测流水最大致7、8立方米每小时，根据现场情况本公司出方案及施工。

二、治理地点及顶板注浆加固治理目的、预期效果：

1、233回风斜巷贯穿采空区121820回风巷。

2、通过顶板注浆加固，提供合理的支护阻力，适应围岩变形，有效保持围岩稳定。

回风斜巷贯穿采空区顶板注浆加固材料综合效果表现在以下四个方面：

1）浆液固结体的网络骨架作用

浆液经挤压或渗透到围岩纵横交错的裂隙中固结后，会在围岩中形成网络骨架结构。浆液固结体呈薄厚不一的片状或条状，几乎可相互连通形成网络骨架，恒安高分子聚合加固材料和煤体的固结体具有良好的韧性和粘结性，当外载增加时，固化材料发生变形但不破坏，载荷主要由强度较高的煤岩体承担，这样围岩的破坏条件由原来的裂隙弱面强度条件向接近煤体强度条件转化。当煤体应力超过煤体强度发生较大变形时，固结材料的网络以其良好的韧性和粘结强度起到骨架作用，提高围岩的残余强度，限制围岩破坏的扩展，从而改善维护状况。

2）充填压密及转变围岩破坏机制的作用

浆液在泵压的作用下，除了将一些较大的裂隙充填满，还可以将一些充填不到的封闭裂隙和小裂隙压缩，甚至使其闭合，提高围岩的弹性模量和强度。

经过注浆固化后，裂隙内充满加固材料，加上固结材料对裂隙面的粘结作用，使裂隙端部的应力集中大大削弱或消失，从而使围岩的破坏机制发生转变。另外，当围岩中存在较大的裂隙，裂隙附近的岩体处于二向应力状态，当裂隙内充满固化材料或压密后，将变为三向应力状态，而岩体在三向应力状态时的强度比二向时显著增大，并且脆性减弱、塑性增强。通过对冒落区充填，使整个空区形成一个整体，提高总体承载能力。从受力状态来看，注浆固化也起到了转变岩体破坏机制和提高围岩强度的作用。

3)提高顶板围岩体强度

通过注浆, 能够改变弱面的力学性能, 即提高裂隙与煤岩体之间的粘聚力和内摩擦角,增大岩体内部块间相对位移的阻力,从而提高顶板岩体的整体稳定性。

4)形成承载结构

通过注浆加固, 可以使松散岩体重新胶结成整体, 形成承载结构, 充分发挥围岩的自稳能力。并且利用浆液的渗透和扩散作用，封堵围岩裂隙，可阻止水气侵入内部岩体，防止水害和风化对煤体的进一步影响，对保持围岩力学性能，实现长期稳定意义重大。

 

三、回风斜巷贯穿采空区顶板注浆加固材料及注浆设备：

 

1.矿用高分子聚合材料--恒安聚合II介绍：

根据巷道实际的状况，我们选择矿用高分子聚合材料——恒安高聚合II注浆加固。恒安高分子聚合材料是由两种组分组成的高分子化学产品，用于煤岩体的加固。产品的高度粘合力和良好的机械性能与煤岩体产生高度粘合，良好的柔韧性可以承受地层压力的长期作用，并且具有强抗渗性能、抗磨、抗冲击性能和抗老化性能，从而达到长久稳固煤岩体的目的。

材料在注入到煤岩体裂隙中后，低粘度的混合物可以保持几秒到一分钟左右的液体状态，在扩散一定范围后反应结束，在煤岩体裂缝内反应、硬化，与煤岩体胶结，达到快速加固煤岩体的目的。

恒安聚合II材料是一种双组分可溶性硅酸盐树脂。其渗透性极强，可渗透到0.14mm以上宽度的缝隙。其性能为:

具有阻燃、抗静电性能。由于该材料本身具有阻燃性，不需要加阻燃剂；

反应温度低.最高反应温度低于100度；

凝固快。常温下流动时间70s左右，凝固时间约90s；

强度增加迅速。在浆液凝固6分钟后粘结强度达到1.5MPa，半小时后达到4MPa；1小时抗压强度可达40 MPa以上；

韧性好。其弹性模量为围岩的十分之一，在顶板来压时会产生塑变而不断裂；

材料性能稳定，不收缩不老化；

环保性。注浆时对施工环境无污染，对人体无害。

同时注浆后的渗透浆液改变了围岩的松散结构，提高粘结力和内摩擦角，可有效封闭裂隙，进而阻止水及空气对岩体侵蚀，使岩体强度显著提高。

 

恒安聚合II材料适用于快速胶结固化破碎的煤层和岩层并可封堵漏风及漏水等。主要应用于临时和永久性固结注浆；采煤工作面煤体注浆，以防止片帮和冒顶；巷道的超前加固防止掘进过程中冒顶；在巷道维修时，加固巷道围岩提高煤岩体的自身支撑力等。