龙湖煤矿采空区矸石充填注浆材料探究

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1、龙湖煤矿采空区歼石充填注浆材料探究摘要：本文通过改变水泥-水玻璃各种成分的比例，形成各种不同组分的水泥-水玻璃的浆液，实验分析以歼石为骨料，水泥-水玻璃为胶结料胶结形成的“砰石胶结体”的力学性能，通过测量圆柱形试样的单轴抗压强度，分析各个因素对其力学性能的影响，最后得出各个因素对其强度的影响。Abstract:Theexperimentchangesthecement-water-glassratioforformingslurrywithvariouscomponentsofcement—water—glass・Ganguecementedbodyispreparedb

2、ygangueandcement-water-glass・Thepaperstudiesitsmechanicalproperties.Intheexperiment,itmeasurestheuniaxialcompressivestrengthofcylindricalspecimens,analyzestheinfluenceofvariousfactorsonthemechanicalproperties,finallyitgetstheinfluenceofvariousfactorsonitsstrength・关键词：充填注浆；凝胶强度；水泥-水玻璃Keywo

3、rds:fillinggrouting；gelstrength；cement—sodiumsilicate中图分类号：TD823文献标识码：A文章编号:1006-4311(2013)27-0114-020引言注浆材料是注浆技术中不可缺少的一个组成部分。龙湖煤矿南二采区急倾斜煤层为水体下回采，采空区歼石充填注浆胶结的目的是使歼石由散体状态胶结形成歼石胶结带，提高歼石充填体的强度[1],同时，浆液扩散充满歼石与顶板之间的空隙距离，从而减小顶板的下沉量[3],有效防止导水裂隙带的向上发展，降低矿井突水事故发生的可能。本文根据龙湖煤矿的具体条件最终选择水泥-水玻璃作为注浆液。1水

4、泥-水玻璃作用机理水泥本身的凝结和硬化主要是水泥水化析出的凝胶性物质所引起的，在硅酸三钙的水化过程中，产生氢氧化钙：3Ca0・Si02+nH20-2Ca0・Si02・(nT)H20+Ca(OH)2但在其中加入水玻璃后，水玻璃马上与新生成的氢氧化钙反应，生成具有一定强度的凝胶体一水化硅酸钙：Ca(Oil)2+Na20・nSi02+mH20—CaO・nSiO2・mH20+2Na0H由于氢氧化钙是逐渐生成的，氢氧化钙与水玻璃之间的反应则由于氢氧化钙的逐渐生成而连续进行，其反应较快，且胶质体越来越多，强度也越来越高。所以，水泥-水玻璃浆液的强度，早期主要是氢氧化钙与水玻璃之间的反

5、应起主要作用。2水泥-水玻璃性能参数2.1凝胶时间水泥品种不同，各种物质的含量也不同,因此，凝胶时间也不同。一般来说，在同一条件下含硅酸三钙的量越多，与水玻璃反应越快，凝胶时间也越快。如图1所示。当其它条件相同时，水泥浆浓度与凝胶时间呈直线关系，即随着水泥浆液浓度的增加，水灰比越小，水泥与水玻璃之间的反应加快，凝胶时间缩短，如图2所示。水泥浆越浓，反应越快；而水玻璃则是越稀，反应越快。如果水泥浆液浓度和水玻璃浓度同时改变，则比较复杂。当其它条件相同时，试验结果表明，水泥浆和水玻璃的体积比从1：0.3到1：1的范围内呈直线关系，随着水玻璃用量的减少，凝胶时间缩短，试验结果如

6、图3所示。这个结果很重要，特别是对实际注浆意义很大，为了在实际注浆过程中调节凝胶时间，就可以直接调节水泥浆与水玻璃的体积来达到这个目的，操作时即时改变两台泵的泵量，实际操作较为简单。2.2水泥-水玻璃强度水泥-水玻璃浆液结石体抗压强度较高，特别是早期强度较高，并且增长速度很快，实验室进行了圆柱形力学性能测试。圆柱试件的配比如试件尺寸、水灰比、水玻璃浓度以及水泥与水玻璃比例等如表1所示。试件的单轴压缩曲线不同水灰比、不同水玻璃浓度水泥-水玻璃试件轴向抗压应力-应变曲线如图6所示。不同水灰比、不同水玻璃浓度水泥-水玻璃试件强度对比如图7o3结论对实验数据分析，可以得出以下结论

7、：当水玻璃浓度一定时，随着水灰比的增大，水泥-水玻璃圆柱形试件的单轴抗压强度逐渐降低。当水玻璃浓度一定时，随着水灰比的增大，水泥-水玻璃圆柱形试件的残余强度逐渐也降低。当试件水灰比一定时，随着水玻璃浓度的降低，圆柱试件的抗压强度有所增加。参考文献：［1］罗永忠•水泥-粉煤灰浆液试验及工程应用［□•公路交通技术，2005(2)：26-281.［2］李建硕，姜振泉，贾建强，姚普.新型井下注浆材料工程性能及模拟试验研究［J］.能源技术与管理，2008(02).［3］黄青云•粉煤灰水泥注浆材料特性试验研究［J］.煤矿现代化，2005(