水泥复合胶体充填加固冒落巷道实验研究与应用

论文摘要

本文针对原煤提运中心转载硐室火区及巷道冒顶实际情况,采用理论分析、实验研究与现场应用相结合的方法,主要进行和完成了以下研究内容:首先,根据复合胶体的胶凝特性和水泥的物化特性,配置出水泥复合胶体,并通过其成胶机理分析,可知水泥复合胶体具有固水性能强、成胶时间可控、终凝后强度较高等优点。然后,通过实验测试不同配比水泥复合胶体材料的流动度、胶凝状况、初凝时间、终凝时间、结石率、密度、抗压强度、抗折强度、湿抗压强度、湿抗折强度、软化系数等物理性质,优选出水泥复合胶体中水泥与水的最佳配比为1000~1200:1000。最后,根据现场实际情况,确立了水泥复合胶体材料制备和压注的施工工艺,经现场施工,成功填充冒顶区域并熄灭冒落区煤层火灾。现场应用表明,水泥复合胶体材料强度高、固水性能好、工艺简单,解决了巷道冒顶区域的充填加固和防灭火问题,具有较好的充填加固性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究目的及意义
• 1.2 国内外充填加固技术研究现状
• 1.2.1 我国矿用充填材料发展及应用现状
• 1.2.2 引进国外充填材料及技术
• 1.3 研究目标及内容
• 1.4 研究方案及技术路线
• 2 水泥复合胶体原料配比优化研究
• 2.1 复合胶体的凝胶过程及原理
• 2.1.1 矿用防灭火胶体的类型
• 2.1.2 复合胶体的凝胶过程及原理
• 2.1.3 复合胶体材料堵漏的优缺点
• 2.2 水泥的凝胶过程及充填堵漏性能
• 2.2.1 水泥的凝胶过程
• 2.2.2 水泥材料堵漏优缺点
• 2.3 水泥复合胶体合成实验研究
• 2.3.1 水泥复合胶体合成实验原料选择
• 2.3.2 水泥复合胶体合成实验过程及结果分析
• 2.4 水泥复合胶配比研究
• 2.4.1 流动度试验
• 2.4.2 凝结时间测定
• 2.4.3 结石率测定
• 2.4.4 密度测定
• 2.4.5 抗压、抗折、湿抗压、湿抗折强度、软化系数试验
• 2.4.6 收缩率测定
• 2.4.7 抗风化、抗腐蚀能力实验
• 2.5 水泥复合胶体的胶凝原理分析
• 2.6 本章小结
• 3 水泥复合胶体充填堵漏工艺研究
• 3.1 水泥复合胶体的充填性能分析
• 3.2 水泥复合胶体充填工艺设计
• 3.3 水泥复合胶体充填设备选择与工艺流程
• 3.4 本章小结
• 4 水泥复合胶体的现场应用研究
• 4.1 概述
• 4.2 工程特性解析
• 4.2.1 工程的特殊性
• 4.2.2 充填材料的选用
• 4.3 工程治理
• 4.3.1 总体思路
• 4.3.2 工程治理
• 4.3.3 注浆充填加固
• 4.3.4 注浆效果探查
• 4.3.5 对初次注浆遗留空隙采取的措施
• 4.4 本章小结
• 5 结论
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录