水泥复合胶体充填加固冒落巷道实验研究与应用
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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。
摘要 | 第2-3页 |
ABSTRACT | 第3页 |
1 绪论 | 第7-14页 |
1.1 研究背景及意义 | 第7-8页 |
1.1.1 研究背景 | 第7-8页 |
1.1.2 研究目的及意义 | 第8页 |
1.2 国内外充填加固技术研究现状 | 第8-12页 |
1.2.1 我国矿用充填材料发展及应用现状 | 第9-11页 |
1.2.2 引进国外充填材料及技术 | 第11-12页 |
1.3 研究目标及内容 | 第12页 |
1.4 研究方案及技术路线 | 第12-14页 |
2 水泥复合胶体原料配比优化研究 | 第14-39页 |
2.1 复合胶体的凝胶过程及原理 | 第14-17页 |
2.1.1 矿用防灭火胶体的类型 | 第14-15页 |
2.1.2 复合胶体的凝胶过程及原理 | 第15-17页 |
2.1.3 复合胶体材料堵漏的优缺点 | 第17页 |
2.2 水泥的凝胶过程及充填堵漏性能 | 第17-22页 |
2.2.1 水泥的凝胶过程 | 第18-21页 |
2.2.2 水泥材料堵漏优缺点 | 第21-22页 |
2.3 水泥复合胶体合成实验研究 | 第22-26页 |
2.3.1 水泥复合胶体合成实验原料选择 | 第22-24页 |
2.3.2 水泥复合胶体合成实验过程及结果分析 | 第24-26页 |
2.4 水泥复合胶配比研究 | 第26-36页 |
2.4.1 流动度试验 | 第26-27页 |
2.4.2 凝结时间测定 | 第27-29页 |
2.4.3 结石率测定 | 第29-30页 |
2.4.4 密度测定 | 第30-31页 |
2.4.5 抗压、抗折、湿抗压、湿抗折强度、软化系数试验 | 第31-34页 |
2.4.6 收缩率测定 | 第34-35页 |
2.4.7 抗风化、抗腐蚀能力实验 | 第35-36页 |
2.5 水泥复合胶体的胶凝原理分析 | 第36-37页 |
2.6 本章小结 | 第37-39页 |
3 水泥复合胶体充填堵漏工艺研究 | 第39-43页 |
3.1 水泥复合胶体的充填性能分析 | 第39-40页 |
3.2 水泥复合胶体充填工艺设计 | 第40页 |
3.3 水泥复合胶体充填设备选择与工艺流程 | 第40-42页 |
3.4 本章小结 | 第42-43页 |
4 水泥复合胶体的现场应用研究 | 第43-53页 |
4.1 概述 | 第43-44页 |
4.2 工程特性解析 | 第44-46页 |
4.2.1 工程的特殊性 | 第44-45页 |
4.2.2 充填材料的选用 | 第45-46页 |
4.3 工程治理 | 第46-52页 |
4.3.1 总体思路 | 第46页 |
4.3.2 工程治理 | 第46-47页 |
4.3.3 注浆充填加固 | 第47-48页 |
4.3.4 注浆效果探查 | 第48-52页 |
4.3.5 对初次注浆遗留空隙采取的措施 | 第52页 |
4.4 本章小结 | 第52-53页 |
5 结论 | 第53-55页 |
5.1 结论 | 第53-54页 |
5.2 展望 | 第54-55页 |
致谢 | 第55-56页 |
参考文献 | 第56-59页 |
附录 | 第59页 |
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