煤矿用注浆堵水剂.pdf

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1、２０１５年第３期（总第１５６期）江西建材应用研究煤矿用注浆堵水剂１２３■沈永毅，徐尧，刘小燕■１．大众报业集团，山东济南　２５００１４；２．济南大学土木建筑学院，山东济南　２５００２２；３．威海市经济技术开发区建筑设计院，山东威海　２６４２０５摘要：内外开发和使用的注浆堵水材料分为水泥类和化学类材料，分别用于不释，无法保持其原有凝胶化性能的缺陷。ＣＳ浆液的出现是水泥注浆的同的工程类型。水泥类，包括普通水泥、超细水泥、改性水泥和水泥－水大发展，提高了效果，扩大了适用范围。这种浆液不仅具备水泥浆的全玻璃浆液等。化学浆液包括：环氧类、聚氨酯类、丙烯酰

2、胺类、甲基丙烯部优点，而且兼备化学浆液的某些优越性，例如凝胶时间快，可以从几酸酯类、丙烯酸盐类、水玻璃类等。煤炭行业现所用材料主要有水泥类、秒到几十分钟内准确控制，结石率高达９５％～９８％，适用于防渗和加水泥水玻璃类和化学高分子聚合物堵水剂类。固灌浆，在地下水流速较大的地层中，采用这种混合型浆材也可达到快关键词：水泥水泥－水玻璃高分子聚合物速堵漏的目的。３　高分子聚合物类煤矿水害是指在煤矿修建和生产过程中遇到的水的干扰和危害，高分子聚合物包含丙烯酰胺类及无毒丙凝、聚氨酯、脲醛树脂、环是最常见的煤矿病害。煤矿水害影响矿山工程施工的进度和质量、造氧

3、树脂等。成洞内空气潮湿，恶化工人的劳动环境，影响施工人员身体健康，机械⑴丙烯酰胺类浆材国内称丙凝。丙烯酰胺类浆液的性能主要是指设备锈蚀，绝缘设备失效，电路短路，漏电伤人，增加矿井的排水设施及其凝胶时间和抗压强度，它的抗压强度一般来讲是比较低的，改变配方排水费用、给煤矿生产带来了不安全因素、严重者甚至发生淹井事故、对抗压强度的影响不大，而其凝胶时间则可以控制在几秒到几个小时造成生命和财产的重大损失。之间。丙凝浆液及固结体的主要特点为：注浆是治理水害的有效方法。注浆是将一定量的注浆材料通过注①浆液属于真溶液，其粘度与水甚接近，其可灌性非常好，浆液能

4、浆压力，沿裂隙流动扩散，当其远离注浆孔，压力梯度降低到临界压力－４渗入粒径小于０．０１毫米的土层或渗透系数大于１０ｃｍ／ｓ的被灌体。时，浆液流速减小，粘滞性增大，流速很低最后停止流动，堵塞裂隙，浆②浆液从制备到凝结所需的时间，可以在几秒钟到几小时内精确液内材料与水之间发生化学反应，改变水流流动状态，浆液逐渐凝聚产地加以控制。生强度，最后封堵住水流通道。③浆液的粘度在凝结前维持不变，这就能使浆液在灌浆过程中维国内外开发和使用的注浆堵水材料分为水泥类和化学类材料。水持同样的渗入能力。泥类，包括普通水泥、超细水泥、改性水泥和水泥－水玻璃浆液等。化⑵聚

5、氨酯类浆材是一种防渗和加固效能都很高的高分子化学灌浆学浆液包括：环氧类、聚氨酯类、丙烯酰胺类、甲基丙烯酸酯类、丙烯酸材料，它属于聚氨基甲酸酯类的高聚物，是由异氰酸酯和多羟基化合物盐类、水玻璃类等。煤炭行业现所用材料主要有水泥类、水泥水玻璃类反应而成。主要性能如下：和化学高分子聚合物堵水剂类。①浆液相对密度１．０３６～１．１２５，遇水反应，因此不易被地下水冲１　水泥类浆液稀，止水效果好。水泥作为注浆材料具有强度高、耐久性好、无毒、材料来源广、价格②浆液遇水反应时，放出ＣＯ２气体，使浆液产生膨胀，向四周渗透低廉等优点。它是使用最早、应用最广的注浆材

6、料之一，一般注浆施工扩散，直到反应结束时止。浆液黏度低，可注性能好，工艺设备简单；优先选用普通水泥。在细裂隙和微孔地层中，其可灌性虽不如化学浆③固结体抗压强度高，可作为补强材料；抗渗性能好，渗透系数可材好，但若采用劈裂灌浆原理，则不少弱透水地层都可用水泥浆进行有－８－１３达１０～１０ｃｍ／ｓ。固结体无毒性、耐久性好。效的加固。因此，水泥浆在国内外灌浆工程中一直是用途最广和用量⑶脲醛树脂是由脲素和甲醛缩合而成的高分子聚合物。脲醛树脂最大的浆材。以水泥为主包括添加一定量的外加剂，用水配制成浆液，浆液有脲醛树脂浆液、脲－甲醛浆液、改性脲醛树脂浆液。脲

7、醛树脂在采用单液方式注入，这样的浆液称为单液水泥浆。所谓外加剂，系指水固化前是一种水溶性树脂，用水配制成水溶液，这种溶液在酸性条件泥的早强剂、速凝早强剂、塑化剂、悬浮剂等。下，在常温、常压下就能迅速固化，并且具有一定的强度。但该材料一（１）纯水泥浆的主要特点是材料来源广泛，成本较低，无毒性，施般较脆，抗渗性较差，与岩石粘结力不强，且毒性较强，不利于使用。工工艺简单，粘度随水灰比而变，凝结时间从数小时到数十小时结石率⑷环氧树脂是一种高分子材料，它具有强度高，粘结力强，收缩率可达９９％，但稳定性差，易沉淀析水，在水流较大的条件下注浆时，浆小，化学稳

8、定性好，并能在常温下固化等特点；但它作为灌浆材料则存液易受水的冲刷和稀释，仅适用于静水条件下注浆，固结体为脆性材在一些问题，例如浆液的粘度大，可灌性小