礦用聚氨酯基加固材料穩(wěn)定性研究

于瀟灃，王玉超，柏廣峰，趙昕楠，張 豫，李洪蛟，孫 剛

(1.煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司 礦用材料分院，北京 100013；2.煤炭資源高效開采與潔凈利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100013；3.國家能源煤炭高效利用與節(jié)能減排技術(shù)裝備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100013)

0 引 言

隨著礦井采煤規(guī)模的擴(kuò)大和延深，采煤環(huán)境越來越惡劣，“三高一擾動(dòng)”[1]的影響越來越嚴(yán)重，進(jìn)一步破壞了圍巖的穩(wěn)定性。破碎圍巖經(jīng)常引發(fā)頂板垮落、煤壁片幫和巷道變形等安全問題，不但顯著降低采掘效率，而且嚴(yán)重威脅井下人員的生命安全。對(duì)于松軟破碎煤巖體，錨桿錨網(wǎng)等錨固效果不明顯，而注漿加固可發(fā)揮獨(dú)特作用[2-4]。注漿加固或錨注聯(lián)合支護(hù)等均是依靠注漿材料網(wǎng)絡(luò)骨架、充填壓密、黏結(jié)補(bǔ)強(qiáng)和轉(zhuǎn)換破壞機(jī)制等作用[5]，提高了圍巖完整性和承載力。在工期緊張、臨時(shí)性加固工程中，高分子注漿材料得到廣泛應(yīng)用，主要用于采掘工作面超前注漿加固，工程中應(yīng)用的高分子注漿材料主要有聚氨酯類[6-7]和硅酸鹽改性聚氨酯類[8-9]。

目前，關(guān)于這2類注漿加固材料的研究已取得了許多成果，主要集中在：材料制備[10-11]、工程應(yīng)用、擴(kuò)散加固機(jī)理[12-13]和性能研究[14]等，而關(guān)于2類加固材料穩(wěn)定性的研究很少。2類加固材料均是雙組分漿液，且當(dāng)前施工均要求體積比為1∶1。但在現(xiàn)場(chǎng)注漿操作中，由于各種原因不能嚴(yán)格保證實(shí)際配比準(zhǔn)確無誤，如倒料損失誤差、泵缸密封圈故障和其他不可預(yù)見因素等。這就導(dǎo)致實(shí)際注漿時(shí)，雖然注漿量充足卻仍存在局部煤巖體加固效果差的問題。……