矿用无机双组分加固材料(安固 1 号)使用说明书
1、研发背景
针对工作面片帮、冒顶和未喷浆破碎围岩巷道、快速变形巷道,以往多采用
普通水泥或高分子注浆材料,其中普通水泥虽然价格低廉,但凝固速度慢,漏浆
难以封堵,强度增长缓慢,造成有效注浆量较小,加固效果较差;高分子注浆材
料性能优异,凝结快、强度高、粘结性强,效果显著,但同样存在反应温度高(>
200℃)、有毒有腐蚀性、价格高昂、难以洗选等严重问题,全国已经发生多起
高分子注浆材料着火事故。目前高分子材料在各矿区都使用。针对两种材料
存在的问题,我公司研发了一种快凝型无机双液注浆材料,反应速度与化学浆基
本相当,有效解决漏浆问题,大幅提高注浆效果,同时强度增长迅速,满足工作
面快速推进和巷道快速变形的工程需要,同时反应温度低(<75℃)、无毒无腐
蚀性,克服了化学浆的性能弊端,成本远低于化学浆。
2、材料性能
安固 1 号为双组份无机材料,分为 A 型和 B 型,粉状,25kg 袋装,现场
使用时分别加水搅拌然后混合。该材料两种浆体混合后,30 秒~2 分钟内凝结,
3~5 分钟完全固化,强度迅速增长,15min 时强度达到 10MPa 以上,特别适合
矿压显现强烈的巷道、采掘工作面、未喷浆巷道等工程条件下的注浆加固和堵水,
也适合公路、地铁、隧道等类似工程条件下的注浆工程。
表 1 安固Ι号材料性能参数
表 1-1 无机双组分注浆材料性能参数
项目
凝结时间
抗压强度/MPa
时间
失流时间
硬化时间
15min
40min
1d
3d
7d
28d
参数
30s
4~5min
11
24
39
42
45
52
3、主要应用范围
(1)工作面片帮、冒顶区域注浆加固;
2)未喷浆破碎巷道注浆;3)极破碎、快速变形巷道注浆加固;
4)软岩巷道注浆加固;
5)巷道、井壁等裂隙渗水堵漏;
6)锚杆、锚索全长锚固剂;
7)瓦斯抽放、压裂、测压钻孔的密封;
8)地质、水文钻孔套管快速固定。
4、与化学浆对比
1)化学浆
优点:
①凝结时间只有几十秒,反应速度更快,漏浆能够自行凝固,硬化时
间更短;
②强度增长迅速,30 分钟左右即具备非常高的强度;
③粘接性强。能够包裹破碎煤岩体形成一个整体,材料韧性好,抗拉性好,非常
适合工作面片帮冒顶预防注浆;
缺点:
①价格昂贵,一般在 1.2 万元/吨以上;②材料消耗大。不加水使用;③反应温
度高,能够达到 200℃以上,大体积注浆聚热明显,容易引发火灾;④有毒有腐
蚀性;⑤可燃;⑥难以洗选,对电厂反应设备造成损坏。
2)双组分无机注浆材料
优点:
①凝结 30 秒~2 分钟,漏浆能够自行凝固,3~5 分钟硬化;
②强度增长迅速,10 分钟后强度快速增长,15 分钟具备 10MPa 以上强度;③价格低,材料消耗量小。无机材料成本远低于高分子材料,且加水使用,水
料比约 1:1,消 耗量只有化学浆的一半左右;
④无毒无腐蚀性;
⑤全部为无机成分,不可燃烧;
⑥反应温度低,测试反应温度不超过 75℃;
缺点:
①反应速度和固结强度略慢于化学浆,但基本能够满足现场使用要求;
②粘结性比化学浆差,由无机材料本身性质决定,注浆加固的作用机理在于填
充 压密裂隙,不过分依赖粘结作用,因此适用于暴露面积较小的巷道,或者暴
露煤 壁高度小于 3m 的工作面使用。
整体来说,双组分无机注浆材料在反应速度上、强度增长速度上,与化学浆
差距较小,属于快速凝固型材料,在粘结性上和化学浆差距较大,但是双组分无
机材料完全克服了高分子注浆材料所存在的反应高温、可燃、有毒有腐蚀性、成
本高 昂的重大缺陷,是一种环境友好型绿色材料,在大部分领域能够替代化学
浆使用。
5、施工方法
施工设备:
搅拌桶 2 个,双液注浆泵 1 台,配套连接管路及配件。
材料配比:A 料:B 料=1:1
水灰比:0.4。水:A 料=0.4:1,水:B 料=0.4:1(也可根据需要适当调整,水灰比
越小强度越大)
施工工序:
1)根据施工方案钻取注浆孔,安放注浆管并与注浆泵连接;
2)在搅拌桶内分别制作 A 料浆液和 B 料浆液。如在 A 料搅拌桶内加入 A 料 50kg
和水 20kg 进行搅拌均匀。在 B 料搅拌桶内加入 B 料 50kg 和水 20kg 进行搅拌均
匀;
3)启动双液注浆泵进行注浆,注浆泵起压或浆液不能注入后停止注浆。转注
下一个注浆孔,如此循环往复。