煤矿采空区注浆处治浆液材料配比试验

1、煤矿采空区注浆处治浆液材料配比试验【摘要】采用注浆法针对煤矿采空区进行处治，如何选择注浆浆液材 料具有十分重要的意义，注浆后浆液最终形成的填充率、结石率以及 结石体强度等与煤矿采空区注浆处治效果具有十分密切的关系。利用 对不同浆液配比与流动度、浆液密度、凝结时间、结石率以及结石体 强度之间的试验研究，最终将合理的注浆浆液配比确定了下来，从而 将科学合理的依据提供给高速公路穿越采空区的注浆治理。【关键词】浆液材料；配比；煤矿采空区【正文】高速公路路基在煤矿采空区穿越的时候，一旦出现采空区处 置不当的情况，就会由于地面沉陷而引发路基变形，从而危害到高速 公路的结构安全以及运营质量。现在我国高速公路

2、普遍采用注浆充填 法治理路基下伏采空区，选择水泥粉煤灰作为主要的注浆材料，其中 包括水泥黄土、水泥粉煤灰浆液。科学的选择注浆浆液材料和配比会 使工程造价和注浆处治效果受到直接影响。本文以某工程为例，针对 煤矿采空区水泥粉煤灰为原材料，对浆液材料配比试验进行了分析和 研究。注浆原材料分析在该工程当中以现场的实际情况为依据，将注浆浆液的主要注浆 材料选作粉煤灰，选择水玻璃和水泥作为外加剂。粉煤灰符合用于 水泥和混凝土中的粉煤灰GB/T1596-2005中III级粉煤灰的技术要 求。水泥为复合硅酸盐水泥 32.5，水玻璃符合工业硅酸钠 GB/T4209-2008 标准要求。粉煤灰水泥的水化过程具体为

3、：水泥熟料矿物首先水化，随后， 熟料矿物水化过程中会将Ca（OH）释放出来，然后与粉煤灰中的活性 组分一起构成火山灰反应，从而将水化铝酸钙与水化硅酸钙生成。1。注浆材料的配合比研究在注浆材料配合比研究当中配合比试验评价指标主要包括:抗压 强度、流动度、终凝时间、初凝时间、结石率以及浆液密度等。本次 研究中主要针对水玻璃、水固比以及固相比对上述评价指标的影响规 律进行了研究。其中水与其他所有固体材料的比例就是水固比，水泥 与粉煤灰质量比就是固相比，占水泥质量的比例指的就是水玻璃百分 比。水固 比（质 量比）固相 比（%）每方水 玻璃掺 量（Kg）初凝时间终凝时间流动度 30s扩 展度浆液比重 （

4、g/cm3）结石 率（%）结石体 抗压强 度（MPa） 7d结石体 抗压强 度（MPa） 28d1:1.0/043h58min64h29min46cm1.4072.80.170.881:1.020:804.4420h12min26h30min35cm1.5190.10.241.231:1.120:804.7420h03min26h18min28cm1.5391.90.351.431:1.220:805.0419h58min26h01min26cm1.5693.20.431.511:1.320:805.3419h32min25h39min20cm1.5994.50.531.642.1浆液结石体强

5、度研究通过上述实验表明，结石体抗压强度与水玻璃掺量、水固比以及 固相比等各种因素具有密切关系。水泥粉煤灰混合料浆液如果具有相同的固相比，那么随着不断减 小的水固比，其就会出现不断降低的浆液浓度以及不断降低的结石体 强度。如果具有越高的固相比，那么水固比就会具有越为显著的强度 影响。在浆液当中固相比不断增加的情况下，浆液结石体抗压强度也会 不断的增大，相对于28d龄期的固相比提高的强度而言，7d龄期强 度增长幅度明显要高。在将水玻璃掺加进去之后，其强度增幅出现了 较大的降幅2。相对于结石体7d强度而言，结石体28d的强度明显要大，而且 随着龄期增长其强度也越来越大；同时具有越小的固相比，就会具有

6、 越高的龄期728 d的强度增长率。2.2凝结时间浆液凝结时间不仅要满足注浆作业时间，同时还要尽可能快的硬 化成具有一定强度的硬化体。其初、终凝时间会在水固比不断降低的 情况下而加快，固相比在20 : 80的时候，水固比能够十分显著的缩 短初、终凝时间。随着固相比的不断提升，也就是增加水泥用量，就 会使浆液的终、初凝时间得到显著降低。水玻璃在降低初、终凝时间 时作用则不是很大。2.3结石率在强度指标得到满足的条件下，结石率越高，加固效果就越好， 然而由于种种原因，不少浆材都难以达到理想的结石率。随着水固比 的降低，结石率会不断的增加。随着固相比的增加，结石率会出现降 低，在将水玻璃掺入进去之后

7、，会提升结石率，但是具有有限的变化 幅度。2.4浆液流动度浆液流动度在加入水玻璃后浆液流动度出现降低。2.5浆液密度随着水固比的增加浆液密度会降低，随着固相比的增加浆液密度 会增加，在将水玻璃掺入进去之后，会减少其密度。如何科学的选择注浆材料选用的不同注浆孔浆液配比：试配1：11： 1.3水固比的配合 比的浆液具有较高的合理性。如果采用小于1 : 1.3的水固比，就会 导致浆液太稠，那么就不能有效的使用注浆泵，也就是利用现有的注 浆泵无法在钻孔当中注入注浆浆液；如果选择大于1:1的水固比， 就会导致太稀的注浆浆液，从而无法有效的实施充填3。故本配合比 选择1:1.2水固比为选定配合比。结语在煤矿采空区注浆法处治当中广泛的运用到了水泥粉煤灰混合 料浆液的方法，因此科学地选择注浆浆液配比和材料具有十分重要的 作用，除了要对强度进行考虑之外，同时还要对浆液的经济性、凝结 时间、结石率、粘度、流动度以及和易性等进行充分的考虑。在本次 试验当中表明，浆液配比会直接的影响到凝结时间、浆液密度、结石 率以及结石体强度等，为了能够保证施工的方便性，并且能够保证实 现注浆效果，在注浆施工之前一定要进行试验，从而将合理的配比确 定下来。【参考文献】1张惠萍.采空区浆液配合比研究