弱胶结巷道新型聚合物喷层材料及其喷射支护技术研究

论文摘要

普通喷射混凝土支护技术存在喷射物料回弹率高、施工粉尘质量浓度大、喷层强度不均一等缺点,难以满足弱胶结软岩矿井高效生产要求。本文通过理论力学分析影响软岩巷道喷层支护性能的关键因素——黏结性、强度和延展性,并以普通喷射混凝土材料为基础,通过室内材料配比试验优化聚合物胶粉、抗裂短纤维、有机乳液等组分的掺量,确定新型聚合物喷层材料配比和力学性能;结合煤矿巷道等狭小地下空间喷射施工要求,对喷射系统(螺杆泵的动力源、喷射枪结构和搅拌进料系统)进行改造,构建满足煤矿巷道安全高效生产要求的新型聚合物喷层支护施工工艺。通过红庆梁煤矿井下100 m巷道支护对比试验发现:试验巷道施工半年后,在传统混凝土喷层支护下,含水段巷道表面完整性差,部分区域出现裂纹和渗水现象;而在新型聚合物喷层支护下,巷道表面完整较好,无裂纹和渗水现象,锚杆锚索受力也更小,说明新型聚合物喷层更有利于保障巷道围岩和支护结构的稳定性,更适合应用于西部弱胶结软岩巷道支护。

论文目录

• 1 喷层支护作用机理分析
• 2 新型聚合物喷层材料配比试验研究
•   2.1 材料配比试验设计
•   2.2 材料配比试验及结果分析
• 3 喷射机具的改进
•   3.1 动力源 （电机） 改进
•   3.2 喷射枪改进
•   3.3 搅拌进料系统改进
• 4 工业性试验研究
•   4.1 地面喷射试验研究
•   4.2 地下巷道喷射试验研究
•     4.2.1 试验巷道概况和喷射工艺设计
•     4.2.2 现场施工效果检测
• 5 现场监测分析
•   5.1 试验巷道矿压现场监测设计
•   5.2 试验巷道矿压显现分析
•     5.2.1 喷层表面完整性分析
•     5.2.2 试验巷道矿压监测数据分析
• 6 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李学彬,曲广龙,杨春满,滕德强

关键词: 弱胶结软岩,巷道支护,新型聚合物喷层,材料配比试验,现场监测

来源: 采矿与安全工程学报 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 矿业工程

单位: 华北科技学院安全工程学院,山东科技大学矿业与安全工程学院,天地科技股份有限公司建井研究院

基金: 国家自然科学基金项目(51704180,51804119),华北科技学院校内基金项目(3142017094)

分类号: TD353

DOI: 10.13545/j.cnki.jmse.2019.01.014

页码: 95-102

总页数: 8

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