新型水泥基封孔注浆料的制备及应用研究

摘要

现阶段，瓦斯抽采已经成为降低瓦斯涌出量和防止突出，以及实现资源再利用的一种重要措施，而在瓦斯抽采的过程当中，钻孔封孔质量影响着瓦斯抽采的浓度，孔口负压，甚至于整个钻场的抽采浓度。影响钻孔封孔质量的因素有许多，而封孔技术和封孔材料对其起着至关重要的作用。
　　首先，本文对瓦斯抽采带压封孔的一些理论进行了研究，包括有地应力作用下抽采钻孔的蠕变特征、钻孔周围裂隙场分布与扩展规律、不同主动支护力作用下钻孔周围塑性区分布及变形特性、不同煤岩钻孔密封段位置的合理选择等。其次，为提高封孔质量，本文以高铝水泥为主，与石膏、石灰及多种添加剂复合，开发研制出了一种新型水泥基封孔注浆料，并通过实验室研究给出了新材料的最优配比。即石膏：石灰：膨润土:水泥=10:3:1:20。而各种添加剂及及水灰比为：水灰比0.9，纤维素6‰，硫酸钠3‰，偏铝酸钠7‰，膨胀剂1.5‰。结合新型水泥基封孔注浆料，本文开发了新型的封孔技术，钻屑回填带压注浆封孔技术并针对抽采钻孔两堵一注密封特征，设计封孔器材的整体结构与附属配套器材结构，研制相应的封孔装置，包括自行研制的搅拌桶以及封孔器等。最后，结合新型材料和封孔技术在新安矿进行了工业性试验，提高了封孔质量，并取得了显著的经济效益。

目录

封面

声明

致谢

中文摘要

英文摘要

目录

1.绪论

1.1问题的提出及研究意义

1.2国内外研究现状

1.3本文研究的主要内容及研究思路

2瓦斯抽采封孔机理分析

2.1主动支护力作用下抽采钻孔周围裂隙场分布

2.2钻孔密封段位置的合理选择

2.3抽采钻孔封孔机理

2.4理想密封材料的性能要求

2.5 本章小结

3试验原材料及试验方法

3.1试验原材料

3.2测试手段与试验方法

3.3 本章小结

4新型水泥基封孔注浆料配比试验

4.1新型水泥封孔注浆料的配制

4.2纤维素对组分性能的影响

4.3硫酸钠对组分性能的影响

4.4偏铝酸钠对组分性能的影响

4.5膨胀剂对材料膨胀性的影响

4.6硫酸钠、偏铝酸钠、纤维素、膨胀剂复配对组分性能的影响

4.7新型水泥基封孔注浆材料的膨胀机理

4.8 本章小结

5瓦斯抽采钻孔钻屑回填封孔装备及工艺

5.1钻孔密封的设计原则

5.2封孔装置

5.3钻屑回填封孔工艺

5.4钻孔封孔长度分析

5.5 本章小结

6现场工业应用实验

6.1试验矿井工作面概况

6.2试验原理

6.3试验设备及材料

6.4试验过程

6.5注意事项

6.6试验效果验证

6.7 本章小结

7结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

附录

作者简历

学位论文数据集