煤炭科学技术

作者：张文泉, 朱先祥, 李松, 刘勇, 吴绪南, 陈兵,

关键词：固废产物, 底板突水, 注浆加固, 注浆材料, 性能试验,

目前针对千米深井高水压、易突水等难题，提出了“疏水降压、注浆加固”矿井防治水技术，这要求注浆材料具有“高强度、强稳定、易流动、低成本”等性能。“高强度”可以通过添加纳米增强材料来达到；“强稳定”可以通过优选易固结、难分散原材料，调整拌和条件来实现；“稳流动”可以通过调整添加原料粒径，增加界面摩擦性来实现；“低成本”可以选用现存亟待处理的大规模工矿固废产物，辅以少量添加剂来实现。针对存在的上述问题，以注浆加固煤层底板为目标，以大规模利用工矿废弃物为方向，通过利用废弃轮胎橡胶颗粒、粉煤灰与黏土为主体材料，辅以少量外加剂，采用正交试验方法，对固废注浆充填材料的基础性能开展试验研究。分析了不同橡胶颗粒掺量与外加剂的影响，得出了其对注浆结石体的流动度、力学性能、矿井水环境下稳定性、抗渗性能与微观结构性能的影响。研究结果表明：当橡胶颗粒掺量为20%、粉煤灰掺量65%、黏土掺量15%，纳米二氧化硅掺量为固体粉料掺量的1%时，注浆浆体的流动度为293 mm，注浆结石体的28 d抗压强度为11.7 MPa，结石体的抗渗压力为0.8 MPa，所得试验结果能够满足现场注浆加固需求，对大规模底板裂隙注浆加固具有科学的参考价值，也对规模化利用固废产物提供了参考。

来源：2023年第5期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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