煤礦采空區(qū)注漿處治漿液材料配比試驗

1、煤礦采空區(qū)注漿處治漿液材料配比試驗【摘要】采用注漿法針對煤礦采空區(qū)進行處治，如何選擇注漿漿液材 料具有十分重要的意義，注漿后漿液最終形成的填充率、結(jié)石率以及 結(jié)石體強度等與煤礦采空區(qū)注漿處治效果具有十分密切的關系。利用 對不同漿液配比與流動度、漿液密度、凝結(jié)時間、結(jié)石率以及結(jié)石體 強度之間的試驗研究，最終將合理的注漿漿液配比確定了下來，從而 將科學合理的依據(jù)提供給高速公路穿越采空區(qū)的注漿治理。【關鍵詞】漿液材料；配比；煤礦采空區(qū)【正文】高速公路路基在煤礦采空區(qū)穿越的時候，一旦出現(xiàn)采空區(qū)處 置不當?shù)那闆r，就會由于地面沉陷而引發(fā)路基變形，從而危害到高速 公路的結(jié)構(gòu)安全以及運營質(zhì)量?，F(xiàn)在我國高速公路

2、普遍采用注漿充填 法治理路基下伏采空區(qū)，選擇水泥粉煤灰作為主要的注漿材料，其中 包括水泥黃土、水泥粉煤灰漿液?？茖W的選擇注漿漿液材料和配比會 使工程造價和注漿處治效果受到直接影響。本文以某工程為例，針對 煤礦采空區(qū)水泥粉煤灰為原材料，對漿液材料配比試驗進行了分析和 研究。注漿原材料分析在該工程當中以現(xiàn)場的實際情況為依據(jù)，將注漿漿液的主要注漿 材料選作粉煤灰，選擇水玻璃和水泥作為外加劑。粉煤灰符合用于 水泥和混凝土中的粉煤灰GB/T1596-2005中III級粉煤灰的技術要 求。水泥為復合硅酸鹽水泥 32.5，水玻璃符合工業(yè)硅酸鈉 GB/T4209-2008 標準要求。粉煤灰水泥的水化過程具體為

3、：水泥熟料礦物首先水化，隨后， 熟料礦物水化過程中會將Ca（OH）釋放出來，然后與粉煤灰中的活性 組分一起構(gòu)成火山灰反應，從而將水化鋁酸鈣與水化硅酸鈣生成。1。注漿材料的配合比研究在注漿材料配合比研究當中配合比試驗評價指標主要包括:抗壓 強度、流動度、終凝時間、初凝時間、結(jié)石率以及漿液密度等。本次 研究中主要針對水玻璃、水固比以及固相比對上述評價指標的影響規(guī) 律進行了研究。其中水與其他所有固體材料的比例就是水固比，水泥 與粉煤灰質(zhì)量比就是固相比，占水泥質(zhì)量的比例指的就是水玻璃百分 比。水固 比（質(zhì) 量比）固相 比（%）每方水 玻璃摻 量（Kg）初凝時間終凝時間流動度 30s擴 展度漿液比重 （

4、g/cm3）結(jié)石 率（%）結(jié)石體 抗壓強 度（MPa） 7d結(jié)石體 抗壓強 度（MPa） 28d1:1.0/043h58min64h29min46cm1.4072.80.170.881:1.020:804.4420h12min26h30min35cm1.5190.10.241.231:1.120:804.7420h03min26h18min28cm1.5391.90.351.431:1.220:805.0419h58min26h01min26cm1.5693.20.431.511:1.320:805.3419h32min25h39min20cm1.5994.50.531.642.1漿液結(jié)石體強

5、度研究通過上述實驗表明，結(jié)石體抗壓強度與水玻璃摻量、水固比以及 固相比等各種因素具有密切關系。水泥粉煤灰混合料漿液如果具有相同的固相比，那么隨著不斷減 小的水固比，其就會出現(xiàn)不斷降低的漿液濃度以及不斷降低的結(jié)石體 強度。如果具有越高的固相比，那么水固比就會具有越為顯著的強度 影響。在漿液當中固相比不斷增加的情況下，漿液結(jié)石體抗壓強度也會 不斷的增大，相對于28d齡期的固相比提高的強度而言，7d齡期強 度增長幅度明顯要高。在將水玻璃摻加進去之后，其強度增幅出現(xiàn)了 較大的降幅2。相對于結(jié)石體7d強度而言，結(jié)石體28d的強度明顯要大，而且 隨著齡期增長其強度也越來越大；同時具有越小的固相比，就會具有

6、 越高的齡期728 d的強度增長率。2.2凝結(jié)時間漿液凝結(jié)時間不僅要滿足注漿作業(yè)時間，同時還要盡可能快的硬 化成具有一定強度的硬化體。其初、終凝時間會在水固比不斷降低的 情況下而加快，固相比在20 : 80的時候，水固比能夠十分顯著的縮 短初、終凝時間。隨著固相比的不斷提升，也就是增加水泥用量，就 會使?jié){液的終、初凝時間得到顯著降低。水玻璃在降低初、終凝時間 時作用則不是很大。2.3結(jié)石率在強度指標得到滿足的條件下，結(jié)石率越高，加固效果就越好， 然而由于種種原因，不少漿材都難以達到理想的結(jié)石率。隨著水固比 的降低，結(jié)石率會不斷的增加。隨著固相比的增加，結(jié)石率會出現(xiàn)降 低，在將水玻璃摻入進去之后

7、，會提升結(jié)石率，但是具有有限的變化 幅度。2.4漿液流動度漿液流動度在加入水玻璃后漿液流動度出現(xiàn)降低。2.5漿液密度隨著水固比的增加漿液密度會降低，隨著固相比的增加漿液密度 會增加，在將水玻璃摻入進去之后，會減少其密度。如何科學的選擇注漿材料選用的不同注漿孔漿液配比：試配1：11： 1.3水固比的配合 比的漿液具有較高的合理性。如果采用小于1 : 1.3的水固比，就會 導致漿液太稠，那么就不能有效的使用注漿泵，也就是利用現(xiàn)有的注 漿泵無法在鉆孔當中注入注漿漿液；如果選擇大于1:1的水固比， 就會導致太稀的注漿漿液，從而無法有效的實施充填3。故本配合比 選擇1:1.2水固比為選定配合比。結(jié)語在煤礦采空區(qū)注漿法處治當中廣泛的運用到了水泥粉煤灰混合 料漿液的方法，因此科學地選擇注漿漿液配比和材料具有十分重要的 作用，除了要對強度進行考慮之外，同時還要對漿液的經(jīng)濟性、凝結(jié) 時間、結(jié)石率、粘度、流動度以及和易性等進行充分的考慮。在本次 試驗當中表明，漿液配比會直接的影響到凝結(jié)時間、漿液密度、結(jié)石 率以及結(jié)石體強度等，為了能夠保證施工的方便性，并且能夠保證實 現(xiàn)注漿效果，在注漿施工之前一定要進行試驗，從而將合理的配比確 定下來。【參考文獻】1張惠萍.采空區(qū)漿液配合比研究