煤田地质与勘探

作者：张跃宏, 王晓东, 王海, 武博强, 姬中奎, 朱世彬, 韩乐, 冯龙飞,

关键词：注浆材料, 烧变岩, 顶板治理, 粉煤灰, 丙烯酰胺, 韧性, 优化,

煤矿采煤工作面顶板烧变岩涌(失)水高效治理需要具有压缩韧性优良的注浆加固材料。硅酸盐水泥基注浆材料成本低，已在煤矿注浆加固中广泛应用，但存在硬化浆体变形韧性较差的问题。采用丙烯酰胺(AM)原位聚合增韧的方法，研究丙烯酰胺、交联剂、引发剂的掺量和水灰比对粉煤灰基注浆材料的凝结时间、溶胀性、抗压强度、韧性指数的影响，并采用SEM观测硬化浆体的微观结构。结果表明，丙烯酰胺可以在粉煤灰浆液中原位聚合生成聚丙烯酰胺(PAM)凝胶；当AM掺量为25.0%，交联剂掺量为0.75%，引发剂掺量为2.25%，水灰比为0.575时，材料抗压变形率大于60%，溶胀比达到113.43，韧性指数达到257.92%；通过SEM观测发现，注浆材料硬化浆体形成以粉煤灰颗粒为刚性骨架、聚丙烯酰胺凝胶为柔性网络的无机有机镶嵌网络结构，硬化浆体的压缩应力−应变曲线的变形率普遍大于40%，具有显著的塑性变形特征；工程实验结果显示最大抗折韧性变形率可达到25.86%。该注浆材料具有优异的韧性、流动性及较好的遇水膨胀性，可用于煤矿顶板渗漏水治理。

来源：2024年第5期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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