煤炭科学技术

作者：刘伟韬, 吴海凤, 申建军,

关键词：响应曲面法, 超细水泥浆体, 陷落柱边缘岩体, 注浆堵水, 注浆材料,

注浆堵水技术已成为水害措施防范向工程治理不可缺少的技术之一，超细材料的研究也成为了目前注浆材料发展的新方向。为了解决矿井水害注浆治理工程中注浆材料优选和配比优化问题，采用单因素试验与响应曲面法（RSM）相结合的方法进行超细水泥注浆材料优化配比研究。首先通过单因素试验对不同水灰比、硅灰（SF）掺量及高效聚羧酸减水剂（PCS）掺量条件下浆液黏度、泌水率及7 d单轴抗压强度进行分析，以确定RSM最佳基准水平，其次构建以浆液黏度、泌水率及7 d单轴抗压强度为响应目标的二次多项式预测模型，结合方差、残差及响应曲面分析各响应变量对响应目标的影响规律，确定注浆材料最优配比。通过单因素试验结果对比分析，发现最优水灰比、SF掺量及PCS掺量分别为1∶1、35%及0.3%。通过RSM研究发现，浆液黏度、泌水率及7 d单轴抗压强度不仅受单一因素影响，且存在多因素交互作用。根据建立的二次多项式响应面回归预测模型可知，当水灰比、SF掺量及PCS掺量分别为0.7∶1、38%及0.2%时，注浆材料性能最优，其回归模拟预测浆液黏度、泌水率及7 d单轴抗压强度分别为210.82 mPa·s、1.0%及12.22 MPa。通过室内试验，其结果与预测模型结果吻合度较高，进一步验证了模型的可靠性，证明了该模型能够用于注浆材料优化配比设计研究。

来源：2024年第8期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

查看煤炭科学技术杂志2024年第8期