新型化学灌浆材料概述

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1、万方数据技术与市场赣豢瑷凌新型化学灌浆材料概述程家骥，沈威(中国矿业大学孙越崎学院，江苏徐州221116)摘要：由化学灌浆材料的发展历史引出化学灌浆材料现在的使用情况。并且介绍了几种现在在煤矿中广泛使用的化学灌浆材料。通过对比的方式对其进行分析，针对现有化学灌浆材料的不足。提出了对于未来材料的展望，简要写出了一些化学灌浆材料的发展趋势。关键词：煤矿；化学灌浆；新型材料；趋势doi：10．3969，{．issn．1006—8554．2011．05．0020引言化学灌浆是—个专业性很强的范畴，主要是指利用化学材料配制成的真

2、溶液为主体材料的灌浆方法，有渗透能力强、可灌性好、材料性能广泛、适用性强、固化性能灵活可控等优点。相比其他国家，我国在这方面的一些研究起步较晚，20世纪50年代初期才开始在煤矿竖井堵水、加固工程中使用灌浆技术。5眸来，我国在灌浆技术方面的研究和工程应用发展迅速、规模较大。化学灌浆成为我国现代工程技术不可或缺的一个组成部分。我国化学灌浆材料的种类基本与国外相同，而且我国还在此基础上独创了弹性聚氨酯、甲氰凝和环氧一聚氨酯、丙烯酸酯一聚氨酯等互穿网络灌浆材料。灌浆技术也从最初的仅使用在地基处理和采矿业，慢慢的发展到在国内水电

3、(大坝、堤防、水库、电站)、建筑(地上、地下、人防)、交通(从路、铁路、隧道、桥梁、港口、机场)和采矿等4大行业得到推广应用。比如：在三峡水利工程中利用化学灌浆技术解决了许多工程难题，取得良好的效益。虽然化学灌浆在很多行业都起到很大的作用，但在采矿业中的使用是最为典型的。下面介绍几种在煤矿中得到广泛使用的化学灌浆材料。1煤矿化学灌浆材料1．1哈斯浮充填材料哈斯浮是改性脲醛树脂固态泡沫材料，由两种组份组成高分子液体浆液，组份A为树脂溶液组份B为固化剂溶液，A、B液都是水基材料，黏度低，易于泵送，且易于充分混合。材料的反应

4、为吸热反应，反应后生成的泡沫体温度低于环境温度，且为不燃材料，极大地增加了井下施工的安全性。可用于构筑密闭墙、工作面冒落空洞充填、自燃煤层采空区灌浆防灭火等方面。此外，哈斯浮材料有以下优点：(1)施工后的设备管路可以用水清洗，粘度低，易于泵送。(2)材料的反应为吸热反应，反应后生成的泡沫体温度低于环境温度，而且为不燃材料，特别适用于采空区注浆防灭火。(3埘料的反应速度快，可在20一50s内完全成型，有效减少了在喷涂施工过程中的材料浪费。(4)喷涂施工时，通过调节加气量可以调节泡沫体的密度。哈斯浮材料参数见表l。表1哈斯

5、浮充填材料物理力学性能l产品名称性能凝固时间膨胀倍叫拉嚣茧度粘结力MPal哈斯浮快速反应高发泡倍数208300．2来测1．2波雷因岩层加固材料波雷因是一种有机高分子双液型改性聚氨酯注浆材料，在灌浆过程中的最高反应温度不超过120℃，通过加入高效抗氧剂，将其反应生成物的抗氧化温度提高到135℃左右，有效地解决了聚氨酯类灌浆材料容易自燃的难题。波雷因产品由A、B两种液体组份组成，施工时按1：l的重量比充分混合后，其膨胀系数为2—3倍，如遇水则膨胀倍数可达15，注浆施工时浆液可产生二次渗透压力，并能渗透至岩层深部微细裂隙内，

6、可有效地对破碎围岩进行加固。由于浆液反应后生成的泡沫体为闭孔结构，透气性差，因此，波雷因材料也可对岩层透水进行有效封堵。此外波雷因材料还有粘结性强、凝固时间可调、韧性较好的优点，适用于控制较弱岩层及富水岩层。波雷因材料参数如表2所示。表2波雷因材料的主要物理力学性能参数产品特性A组份B组份外观淡黄色或无色透明液体深褐色液体粘度(25℃)，训Pa．s100～200200～300比重(25℃)kg／m21020±101230±lO使用配比l：0l开始反应时间(25℃)408—608终止反应时间(25℃)lmin一3min膨

7、胀系数2～3单轴抗压强度(MPa)>50(发泡l～2倍)粘接强度(MPa)>4(发泡1—2倍)阻燃特性离火自熄1．3德克因岩层加固材料德克因材料属于改性硅酸盐类注浆材料，它由A、B两种组份组成，100％树脂含量，无任何挥发性有机成份，使用配比为l：l。德克因材料具有粘度低、可灌性和渗透性强的明显优点。其性能参数如表l所示。双组份材料通过专用气动注浆泵和混合枪，注入破碎煤岩体后迅速反应与煤岩体凝固生成高强度、有韧性的周结体，从而达到对煤岩体的加固。德克因材料参数如表3所示。1．4塞瑞加固塞瑞加固是专门设计应用于煤岩体加固

8、的双组份注浆材料。该产品具有高阻燃、高强度、高粘结力，以及反应温度低、渗透性强等特点。采用气动泵和混合枪将A组份和B组份按l：l3万方数据塑鲞亟壅堡!型竺生Q垒!垒竺坐墨壁!V01．18，No．5，20ll表3德克因注浆料物理力学性能参数产品特性外观A组份无色透明液体B组份深褐色液体25℃时粘度(mPa．s)100—200200一