矿用聚氨酯注浆材料加固煤层软弱顶板模拟研究.pdf

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1、2014年第4期·15·第40卷总第180期SichuanBuildingMaterials2014年8月DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2014.04.007矿用聚氨酯注浆材料加固煤层软弱顶板模拟研究单叶民(安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南摇232001)摇摇摘摇要:煤层软弱顶板的稳定是安全开挖的前提,本表2试件力学性能文研究实验室自制模型模拟聚氨酯注浆材料加固煤层软弱1号2号3号平均值顶板,通过研究所选用聚氨酯注浆材料的凝结时间、纯浆纯浆液固结体抗101郾25102郾83102郾11102郾06液以及固砂强度,确定注浆

2、材料初步满足要求,通过模型压强度/MPa试验,测定注浆过程以及注浆后的模型内部温度、压力变标准砂固结体抗化,在养护后拆模分析注浆效果,评定聚氨酯注浆材料对压强度/MPa30郾5423郾4326郾2026郾72煤层软弱顶板注浆效果,结果表明满足要求。泊松比0郾139180郾133020郾156690郾14296摇摇关键词:煤层;软弱顶板;聚氨酯;注浆效果弹性模量/MPa919郾0768844郾19641060郾96136941郾41152摇摇中图分类号:TD265郾4文献标志码:B一般情况下,埋深500m左右所承受的水平和竖向应文章编号:1672-4011(201

3、4)04-0015-03力大概在15MPa左右,在综合测定纯浆液以及标准砂固结0摇引摇言强度后,初步判定聚氨酯的力学性能可满足一般情况下的软弱顶板的加固要求。煤层顶板的稳定性是煤层安全开挖的前提条件,随着1郾2摇试验装置煤层开挖深度的增加以及开挖地质条件的越加复杂,提升模拟实验装置主要包括空压机、矿用ZBQS12/10气动煤层软弱顶板的自承载能力以及强度稳定性的研究成为必双液注浆泵以及配套注浆管件,测量装置为电阻应变测试然,而对煤层软弱顶板的注浆加固是加强其自承载以及稳仪,自制模型,自制压力盒;为有效模拟软弱顶板的实际定性的重要途径之一。聚氨酯注浆材料可用于煤层

4、软弱顶情况,实验室专门制作长方体形状试验装置(见图1),由两板的加固,但对于聚氨酯注浆材料的研究,人们集中于对槽钢对合,两侧及两端用钢板封闭焊接。环向布置槽钢加注浆材料本身的阻燃性、可注性、流变性以及凝结性能的强箍以避免注浆压力变化以及反应温度变化引起的模型变研究优化,实际工程条件复杂多变,特别是在矿用条件下,形,并用电焊焊死缝隙以避免跑浆。地质条件多变,软弱顶板的注浆加固效果也随之产生了多变性。本文根据井下地质条件,自制装置对煤层以及软弱顶板进行模拟注浆试验,分析总结聚氨酯注浆材料对煤层软弱顶板的注浆效果。1摇试验材料及装置注浆泵端头板取芯孔加强箍槽钢侧面盖板

5、1郾1摇注浆材料性能检验图1摇模拟实验装置根据模拟的软弱顶板的地质条件对注浆材料性能的要1郾3摇试验方法求,模拟实验选用的注浆材料为矿用聚氨酯双组分注浆材模型试验的目的是测定在注浆过程中的变化以及进行料:注浆后的效果分析,在实验中观测注浆压力、温度引起的1)选用的聚氨酯注浆材料通过对浆液加热至不同温度应变变化情况以及注浆养护的注浆效果,从而总结聚氨酯等体积混合主剂和辅剂,充分搅拌均匀后测定固化时间见注浆材料在模拟试验情况下加固软弱顶板的情况。表1。1)在注浆前准备好试验装置,呈“米冶字形布置模型表1聚氨酯注浆材料固化温度和时间内试块,试块的3d平均抗压强度达到1

6、6MPa,7d抗压强浆材初始温度/益8193442度达到20MPa,并在试块间合理布置压力盒和测温线,在最高反应温度/益215094103模型外壁布置应变片,与测量仪器正确连接。固化时间/min3451236434模型上表面贴有应变片,间距为d=600mm,共5个。2)注浆材料的力学性能是注浆最为重要的部分,纯浆模型侧面焊接有漏浆口及压力表,间距为600mm,共5液以及标准砂固结体的抗压强度以及标准砂固结体的弹性个。压力盒敷设在混凝土预制块表面中心位置,自注入端模量可作为重要的参考对象。选用的聚氨酯材料在加热至开始,每隔450mm布置一个压力盒,共6个压力盒。压

7、力浆液30益时双液1颐1混合,养护3d制备纯浆液固结体和盒的布置:Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6分别为距注入端标准砂固结体,测定其抗压强度和弹性模量。根据实验测225、675、1125、1575、2025、2475mm。热电偶的布定的横竖向微应变以及所对应压力可以通过公式和数值拟置:R1、R2、R3、R4、R5、R6分别为距注入端150、600、合软件得出泊松比值、弹性模量值,如表2所示。1050、1500、1950、2400mm。模型表面应变片位置:作者简介:单叶民(1990-),男,安徽宿州人,在读硕士研究生,主要W1、W2、W3、W4、W5、W6分别为

8、距注入端150、750、