封閉模鑄沿空留巷隔離墻的材料優(yōu)化設(shè)計(jì)及性能研究.pdf

1、早撐、早強(qiáng)、大剛度、嚴(yán)密封的巷旁充填材料是沿空留巷成功的關(guān)鍵,而現(xiàn)有充填材料大多能夠?qū)崿F(xiàn)高強(qiáng)度和嚴(yán)密封的要求,共同的缺陷是無法實(shí)現(xiàn)及時(shí)性,不能滿足高效礦井生產(chǎn)需要。針對(duì)上述缺陷,本文提出了一種新型封閉模鑄砌體沿空留巷隔離墻技術(shù),其采用預(yù)制混凝土砌體作為高強(qiáng)內(nèi)核使墻體具有較高的早期強(qiáng)度,采用注漿充填技術(shù)保證墻體既有嚴(yán)密的封閉性又能夠及時(shí)貼頂支護(hù)。
　　本文通過理論分析、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、數(shù)值模擬等方法對(duì)新型沿空留巷隔離墻的材料性能進(jìn)行了研

2、究。通過理論分析確定了巷旁充填材料的性能要求,首先對(duì)沿空留巷圍巖運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了分析,通過“疊加層板”原理進(jìn)行了巷旁支護(hù)阻力的計(jì)算,從而確定出巷旁充填體需具有較高早期強(qiáng)度的要求;為達(dá)到上述要求,并結(jié)合封閉模鑄砌體隔離墻的施工工藝,研制出一種雙組份注漿充填材料,其由甲、乙兩種干料加水?dāng)嚢韬蟮攘炕旌隙?甲料以硅酸鹽水泥為基材,乙料以硫鋁酸鹽水泥為基材,兩種基材加配粉煤灰、膨潤(rùn)土、河砂以及外加劑組成化學(xué)性能高度互補(bǔ)的兩種干料,其甲、乙單料可保

3、持長(zhǎng)時(shí)間的流動(dòng)性,混合后快速凝固;利用實(shí)驗(yàn)室正交試驗(yàn)分析了不同配比下雙組份充填材料的物理力學(xué)性能,并對(duì)雙組份充填材料的配比進(jìn)行了優(yōu)化,漿液結(jié)石體28d抗壓強(qiáng)度可達(dá)24.8MPa,然后對(duì)封閉注漿砌體的工作性能進(jìn)行了研究,驗(yàn)證了雙組份充填材料良好的流動(dòng)性和填充性,結(jié)果表明注漿后砌體相比注漿前具有更高的后期強(qiáng)度。
　　通過MIDAS/GTS軟件對(duì)雙組份材料巷旁充填和高水材料巷旁充填的支護(hù)效果進(jìn)行了數(shù)值模擬對(duì)比,結(jié)果表明雙組份材料表現(xiàn)出比