Проект по закреплению плывунного слоя на угольной шахте Юаньдатан, Shaanxi Zhongneng
(1)Информация о проекте:
Зона проведения работ в скважине находится на почве выработки на глубине 110 м. Для получения данных о физических свойствах закрепленного массива на поверхности проводились работы по цементации и закреплению песка с отбором керна. Были пробурены скважины диаметром 90 мм и глубиной 5 м и 7 м для отбора проб (место отбора керна представлено на рис. 10-1). Зона проведения работ в скважине находится на почве выработки на глубине 110 м. Для закрепления песка использовался полимерный материал типа MidwestMGS.

работ на объекте проекта
(2)Информация о материалах:
1) Материал для закрепления песка типа MidwestMGS
Область применения: используется в железнодорожном, автомобильном, метрополитеновском, тоннельном и горнодобывающем строительстве, в условиях быстрой консолидации влажных насыщенных рыхлых горных пород (илов) и текучих водонасыщенных плывунов. Прочность на сжатие закрепленного массива превышает 30 МПа. Сверхнизкая вязкость, отличная текучесть, не подвержен влиянию воды, регулировка количества катализатора позволяет контролировать радиус распространения.
Основные компоненты: двухкомпонентный, основные компоненты - модифицированная смола, отвердитель и др.
Свойства материала: смола образует высокопрочный полимер в порах плывуна; высокая адгезия к плывуну, прочность на сжатие закрепленного массива достигает 3,5-30 МПа; сверхнизкая вязкость, радиус распространения раствора достигает 1-1,5 м; хорошая огнестойкость; не расширяется после смешивания, реакция полимеризации не зависит от воды; регулировка катализатора позволяет контролировать скорость реакции; реакция полимеризации смолы после смешивания не загрязняет подземные воды; затвердевший материал устойчив к большинству органических растворителей, кислот и щелочей, а также к органическим микроорганизмам; закрепленный массив может быть частью постоянной крепи.
Физические свойства материала для закрепления песка MidwestMGS:
Категория
| Показатель |
Компонент A
| Внешний вид
| Жидкость от светло-желтого до коричневого, полупрозрачная, вязкая |
Содержание твердых веществ | 75% |
Плотность | 1. 15 г/cm3 |
Вязкость | 200~250 мПа·с |
Температура вспышки | > 185℃ |
Компонент B
| Внешний вид | Жидкость от светло-желтого до коричневого, полупрозрачная, вязкая |
Содержание твердых веществ | 70% |
Плотность | 1 12 г/cm3 |
Вязкость | 150~ 180MPa |
Температура вспышки | > 165℃ |
После отверждения
| Соотношение смешивания (A:B) | 01:01 |
Время отверждения | 4~ 13мин |
Плотность | 1.3г/см3 |
Прочность на сжатие | 70МПа |
Прочность сцепления со стандартным песком (100 меш) | > 20 МПа |
2) Полимерный материал для инъекций, не диспергирующийся в воде, типа MidwestSGS
Основные компоненты: порошкообразный материал для инъекций, состоящий из водорастворимого полимера, поверхностно-активных веществ и других компонентов.
Свойства материала: обладает отличной устойчивостью к диспергированию и хорошей текучестью; при подводном применении цемент и заполнитель не диспергируются, обладает отличными самоуплотняющимися свойствами; быстрое схватывание, высокая ранняя прочность; при необходимости смешивается с мелким песком или глиной в определенной пропорции (максимальное отношение вяжущего к заполнителю 1:16).
Область применения: используется в горнодобывающей и тоннелестроительной отраслях, в условиях гидроизоляции и заполнения карстовых полостей, крупных трещин в скальных массивах при отсутствии воды или в условиях статической воды, может использоваться в качестве герметизирующего материала в карстовых полостях с определенной скоростью и расходом воды.
Преимущества продукта: может подаваться насосом на большие расстояния по трубопроводам; устойчив к воздействию потока воды, не загрязняет зону работ; позволяет контролировать зону инъекции, экономит материалы и повышает эффективность.
Материал для закрепления песка MidwestMGS
Категория | Показатель |
Водоотделение (%) | <0.5 |
Вовлеченный воздух (%) | <4.5 |
Значение pH | <12 |
Стойкость к расслоению | Содержание взвешенных веществ (mg/L) | <150 |
Изменение осадки конуса во времени(mm ) | 30min | 30 |
Время схватывания (ч) | Начальное | >5 |
Конечное | 24 |
Отношение прочности в воде к прочности на воздухе (%) | 7d | >60 |
28d | >70 |
3) Новый наноразмерный неорганический материал для укрепления
Характеристики материала: материал представляет собой однокомпонентный неорганический минеральный порошковый материал, негорючий, при использовании смешивается непосредственно с водой в определенной пропорции; время реакции регулируется в зависимости от условий на месте проведения работ; низкая вязкость раствора, отличные проникающие и распространяющиеся свойства; модуль упругости закрепленного массива близок к модулю упругости угольного массива, что способствует восстановлению общей несущей способности рыхлого и разрушенного угольного массива.
Область применения: быстрая консолидация рыхлых и разрушенных угольных массивов на очистных и проходческих участках угольных шахт; предварительное укрепление очистных и проходческих участков при наличии геологических структур, разломов, зон дробления, воронок обрушения и т.п.; быстрая консолидация рыхлых и разрушенных угольных массивов на высоко расположенных буровых площадках; укрепление при проходке выработок, демонтаже крепи и тонких угольных целиков.
Характеристики продукта: 100% неорганический материал, затвердевает при непосредственном смешивании с водой, безопасен и надежен; высокая проникающая способность, высокая адгезия, быстрое увеличение прочности; модуль упругости закрепленного массива близок к модулю упругости угольного массива, что способствует восстановлению общей несущей способности разрушенного угольного массива; продукт универсален, подходит для предварительного укрепления забоев, невскрытой поверхности тоннелей, оснований и т.п. Оборудование и технология монтажа быстрые, простые и эффективные.
Упаковка продукта: герметичная упаковка во влагонепроницаемых мешках, по 25 кг в мешке. Хранить в сухом, прохладном и вентилируемом месте, избегать воздействия прямых солнечных лучей и дождя. Срок годности продукта – 6 месяцев.
Таблица 10-3 Физические свойства нового нано-неорганического упрочняющего материала
Категория | Показатель |
Время реакции, мин | Приблизительно 2 мин начало схватывания (регулируется на месте) |
Водоцементное отношение | 0.22-0.45:1 |
Прочность на сжатие через 1 час | 6~8MPa |
Прочность на сжатие через 2 часа | ≥ 14MPa |
Прочность на сжатие через 4-6 часов | 20~30MPa |
Прочность на сжатие через 14 суток | 70MPa |
Прочность на сжатие через 28 суток | MPa |