一种区域式巷道锚索注浆材料参数优化方法技术

本发明专利技术公开了一种区域式巷道锚索注浆材料参数优化方法，包括实验阶段和工业实施阶段；实验阶段通过实验的方法获取不同压裂程度顶板所需浆液的最优配比数据，获取最优配比浆液，工业实施阶段则通过注浆的方式对顶板进行注浆支护保护，其根据顶板破损程度选取最优配比参数浆液的方法，实现了科学简单化、模型处理化等系统化的研究过程，操作方便，成本低，大大提高了支护效率。大提高了支护效率。大提高了支护效率。

【技术实现步骤摘要】
一种区域式巷道锚索注浆材料参数优化方法


[0001]本专利技术涉及区域式巷道锚索注浆领域，具体涉及一种区域式巷道锚索注浆材料参数优化方法。

技术介绍

[0002]目前煤矿井下常见的注浆锚杆、锚索施工存在着注浆效果不明显、漏浆严重等问题，此类问题往往由于所选取的浆液配比不合理，造成浆液不能很好地与岩层孔隙裂隙结合，达到加固顶板岩层的效果。另外，由于工作面巷道顶板各段破碎情况不同，同样适用不同配比的浆液。如果浆液配比不合适，浆液可能无法和顶板岩层中的裂缝孔洞相互结合。
[0003]水灰比过高，则浆液无法与岩层结合，过高的水含量会降低破碎岩层的强度，造成顶板更脆弱；水灰比过低，则浆液无法顺利注出，且流动性较差。不同的水灰比确定了浆液的流动性，由于不同的顶板破碎情况适用的水灰比不同，所以浆液流动性过高或者过低，以及对于不同的破碎条件都应该改变浆液的配比和水灰比，从而可以达到工作面巷道不同阶段针对不同的顶板破碎条件，浆液可以很好地与裂缝、空洞结合，达到加固顶板岩层的效果。

技术实现思路

[0004]针对上述存在的技术不足，本专利技术的目的是提供一种区域式巷道锚索注浆材料参数优化方法，其根据顶板破损程度选取最优配比参数浆液的方法，实现了科学简单化、模型处理化等系统化的研究过程，操作方便，成本低，大大提高了支护效率。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术提供一种区域式巷道锚索注浆材料参数优化方法，包括以下步骤：
[0007]S1设置若干组由相同材料按照不同配比混合而成的石灰，每组石灰质量相同；
[0008]S2然后将每组石灰按照不同比例与水混合制作多组水泥浆液，制作水泥浆液的过程中需搅拌充分，使得其中的气泡挥散出来；
[0009]S3取若干组顶板岩层中的煤样进行挤压处理，利用施压设备施加不同梯度的压力使煤样压裂程度不同，模拟顶板岩层多种不同破坏程度；
[0010]S4将压裂后的煤样按照压裂程度从轻微到严重分为多个等级，每一等级中相似压裂程度的煤样均设置多个；
[0011]S5将同一等级中的压裂煤样分别与步骤S2中制作的多组浆液混合，观察浆液和煤样的结合情况，以确定不同浆液的加固效果，选取加固效果最好的一组浆液，将其标记为此等级中压裂煤样的最优配比浆液；
[0012]S6待所有等级中的压裂煤样均完成步骤S5后，根据不同等级的压裂煤样各自对应的最优配比浆液制作最优配比表；
[0013]S7对巷道顶板钻孔窥视，根据窥视的结果获取顶板的破碎程度，并根据步骤S4划分的等级进行归类；
[0014]S8归类完成后根据步骤S6获得的最优配比表，获取浆液的配比参数并制作浆液，然后利用浆液对顶板进行注浆加固支护处理。
[0015]优选地，步骤S2中制作浆液时必须搅拌5
‑
10分钟保证石灰以及水充分融合。
[0016]优选地，步骤S4中煤样根据压裂程度划分为略微、轻微、中等、严重四个等级。
[0017]优选地，步骤S7中利用钻孔窥视仪观测工作面顶板岩层变形破坏情况；
[0018]优选地，步骤S8中在顶板中开设注浆孔并注浆，注浆时注浆压力不低于3 Mpa。
[0019]本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过前期的实验制作、理论分析、科学分类、模型试验等一系列方法相结合，根据顶板破损程度选取最优配比参数浆液的方法，实现了科学简单化、模型处理化等系统化的研究过程，操作方便，成本低，大大提高了支护效率。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术实施例提供的煤样破损等级为略微时的示意图；
[0022]图2为本专利技术实施例提供的煤样破损等级为轻微时的示意图；
[0023]图3为本专利技术实施例提供的煤样破损等级为中等时的示意图；
[0024]图4为本专利技术实施例提供的煤样破损等级为严重时的示意图。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]一种区域式巷道锚索注浆材料参数优化方法，包括以下步骤：
[0027]S1设置4组由普通石灰和超细石灰按照不同配比混合而成的石灰，超细水泥占比分别为0％、30％、70％、100％，每组石灰质量相同；
[0028]S2然后将每组石灰按照不同比例与水混合制作2组水泥浆液，水与石灰比重为0.45：1和0.5：1，制作水泥浆液的过程中需搅拌充分，使得其中的气泡挥散出来；制作浆液时必须搅拌5
‑
10分钟保证石灰以及水充分融合；
[0029]S3取若干组顶板岩层中的煤样进行挤压处理，利用施压设备施加不同梯度的压力使煤样压裂程度不同，模拟顶板岩层多种不同破坏程度；
[0030]S4将压裂后的煤样按照压裂程度从轻微到严重分为略微、轻微、中等、严重四个等级，每一等级中相似压裂程度的煤样均设置多个；具体划分依据如下：
[0031]略微：岩层整体较完整，偶尔有小的横向、纵向裂隙分布；
[0032]轻微：岩层有少量横向、纵向裂隙分布；
[0033]中等：岩层较为破碎，横向、纵向裂隙广泛分布；
[0034]严重：岩层破碎，横向、纵向裂隙广泛分布,有离层现象；
[0035]S5将同一等级中的压裂煤样分别与步骤S2中制作的多组浆液混合，观察浆液和煤样的结合情况，以确定不同浆液的加固效果，加固后对煤样做压力试验，选取加固效果最好的一组浆液，将其标记为此等级中压裂煤样的最优配比浆液；
[0036]S6待所有等级中的压裂煤样均完成步骤S5后，根据不同等级的压裂煤样各自对应的最优配比浆液制作最优配比表；
[0037]S7利用钻孔窥视仪对巷道顶板钻孔窥视，根据窥视的结果获取顶板的破碎程度，并根据步骤S4划分的等级进行归类；
[0038]S8归类完成后根据步骤S6获得的最优配比表，获取浆液的配比参数并制作浆液，然后利用浆液对顶板进行注浆加固支护处理；在顶板中开设注浆孔并注浆，注浆时注浆压力不低于3Mpa。
[0039]显然，本领域的技术人员可以对本专利技术进行各种改动和变型而不脱离本专利技术的精神和范围。这样，倘若本专利技术的这些修改和变型属于本专利技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本专利技术也意图包含这些改动和变型在内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种区域式巷道锚索注浆材料参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1设置若干组由相同材料按照不同配比混合而成的石灰，每组石灰质量相同；S2然后将每组石灰按照不同比例与水混合制作多组水泥浆液，制作水泥浆液的过程中需搅拌充分，使得其中的气泡挥散出来；S3取若干组顶板岩层中的煤样进行挤压处理，利用施压设备施加不同梯度的压力使煤样压裂程度不同，模拟顶板岩层多种不同破坏程度；S4将压裂后的煤样按照压裂程度从轻微到严重分为多个等级，每一等级中相似压裂程度的煤样均设置多个；S5将同一等级中的压裂煤样分别与步骤S2中制作的多组浆液混合，观察浆液和煤样的结合情况，以确定不同浆液的加固效果，选取加固效果最好的一组浆液，将其标记为此等级中压裂煤样的最优配比浆液；S6待所有等级中的压裂煤样均完成步骤S5后，根据不同等级的压裂煤样各自对应的最优配比浆液制作最优配比表；S7对巷道顶板钻孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈廷学，牛孝田，姚强岭，马传跃，张钧胜，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：