CN116514508A - 一种超高水双液浆注浆材料及注浆工艺和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超高水双液浆注浆材料及注浆工艺和设备,所述超高水双液浆注浆材料包含A料和B料及水,其中A料主要成分为铝酸盐水泥,B料按重量份主要由石膏40~50份、生石灰40~50份、缓凝剂缓凝剂3~5份、速凝剂3~5份、悬浮剂3~5份混合而成,A料和B料分别按水固比4‑5:1配置成A液和B液,A液和B液按照体积份数比A液:B液为1:1~5:1混合制成超高水材料双液浆。所述注浆工艺包括对待施工的注浆段进行压水试验,检测该注浆段的吕荣值;制备A液和B液,按体积比为1:1~5:1进行混合,混合后注入注浆孔。本发明超高水双液浆注浆材料的固料用量少,成本相对较低,环保无毒,井下作业粉尘较小,并且超高水材料双液浆早期强度好,制浆注浆工艺简单;设备简单。
Description
技术领域
本发明涉及矿山防治水和帷幕注浆技术领域,尤其涉及一种超高水双液浆注浆材料及注浆工艺和设备
背景技术
大水矿山在基建期,尤其是在永久排水系统未形成前,井巷工程的防治水方法以注浆堵水为主,如井筒或平巷的工作面帷幕注浆方法。
目前井巷帷幕注浆材料运用较广的注浆材料有:水泥单液浆,水泥-水玻璃双液浆,化学浆。在遇宽大裂隙、强动水条件下注浆堵水时,水泥单液浆成本相对较低,但是由于初凝时间长,一般超过8个小时,水泥浆极易被水稀释冲散而流失,无法短时间内在裂隙通道中沉淀,不仅造成注浆材料的大量浪费,还因注浆工序时间长大幅延长矿山基建工期。水泥-水玻璃双液浆成本相对较高,在体积比为1:1~1:0.1情况下,浆液初凝时间在1~3min之间,能够快速封堵裂隙,但是由于浆液配比较敏感难以把控,实际注浆过程中很容易造成注浆孔内堵塞,或者浆液扩散半径小,无法满足帷幕厚度要求,扫孔或者掘进后出现较大残余水,增加基建矿山的突水风险。化学浆价格昂贵且不环保,一般用于细微裂隙中的注浆堵水。
因此,寻求一种既廉价环保又能在大裂隙强动水条件下可注性好、浆液扩散半径可控性好的新型注浆材料,对帷幕注浆技术的创新和发展具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足之处,提供一种既廉价环保又能在大裂隙强动水条件下可注性好、浆液扩散半径可控性好的超高水双液浆注浆材料及注浆工艺和设备。
本发明提供的超高水双液浆注浆材料,包含A料和B料及水,其中A料主要成分为铝酸盐水泥,B料按重量份主要由石膏 40~50 份、生石灰 40~50 份 、缓凝剂缓凝剂 3~5 份、速凝剂 3~5 份、悬浮剂 3~5 份混合而成,A料和B料分别按水固比4-5:1配置成A液和B液,A液和B液按照体积份数比A液:B液为1:1~5:1混合制成超高水双液浆充填材料。
优先的,所述B料按重量份主要由石膏 40 份、生石灰 40 份、缓凝剂 4 份、速凝剂 4 份、悬浮剂 4 份混合而成。
优选的,A液和B液水固质量比均为4:1。
优选的,A液和B液水固质量比均为5:1
本发明用上述超高水双液浆注浆材料进行注浆的工艺,包括如下步骤:
a、对待施工的注浆段进行压水试验,检测该注浆段的吕荣值;
b、制备A料及B料,然后配置A液和B液;
c、A液和B液按体积比为1:1~5:1进行混合,混合后注入注浆孔。
当注浆段的吕荣值>100Lu,或钻孔出水量>100m³/h时,所述注浆工艺按照以下步骤进行:
a、按水固质量比4:1分别配置A液和B液,然后将A液和B液按体积比为3:1混合,注入注浆孔;
b、当注浆持续时间达到10~20min,且注浆压力<1倍静水压力,调整A液和B液的体积比为2:1,并继续注入注浆孔:
c、当注浆持续时间再次达到10~20min,且注浆压力<1倍静水压力,调整A液和B液的体积比为1:1,并继续注入注浆孔,直至注浆压力达到2~2.5倍静水压力。
当注浆段的吕荣值在50-100Lu,或钻孔出水量为50-100m³/h时,所述注浆工艺按照以下步骤进行:
a、按水固质量比5:1分别配置A液和B液,然后将A液和B液按体积比为3:1混合,注入注浆孔;
b、当注浆持续时间达到10~20min,且注浆压力<1倍静水压力,调整A液和B液的体积比为2:1,并继续注入注浆孔:
c、当注浆持续时间再次达到10~20min,且注浆压力<1倍静水压力,调整A液和B液的体积比为1:1,并继续注入注浆孔,直至注浆压力达到2~2.5倍静水压力。
当注浆段的吕荣值<50Lu,或钻孔出水量<50m³/h时,所述注浆工艺按照以下步骤进行:
a、按水固质量比5:1分别配置A液和B液,然后将A液和B液按体积比为5:1混合,注入注浆孔;
b、当注浆持续时间达到10~20min,且注浆压力<1倍静水压力,调整A液和B液的体积比为4:1,并继续注入注浆孔:
c、当注浆持续时间再次达到10~20min,且注浆压力<1倍静水压力,调整A液和B液的体积比为3:1,并继续注入注浆孔,直至注浆压力达到2~2.5倍静水压力。
本发明用于上述注浆工艺的设备,包括分别用于A液和B液的准备及输出的两组组件,每组组件包括搅拌桶和储浆桶及注浆泵,在两注浆泵的出口分别连有A液输出管和B液输出管, 该A液输出管和B液输出管的尾端连通有混合阀,将A液和B液在此混合。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
材料成本低、早期强度好、凝结时间可调、与普通的水泥类浆液相比可注性好、浆体在流动过程中不易出现分层离析现象、环保无毒等诸多优点,具体表现在:
(1)固料用量少,成本相对较低,每1m³浆液造价约为水泥单液浆的80%,水泥-水玻璃双液浆的50%,化学浆的15%。
(2)早期强度好,1天抗压强度达0.8~1.9Mpa,3天抗压强度达1.2~3.5Mpa,28天抗压强度为1.3~3.7Mpa,初凝时间可调可控,制浆注浆工艺简单,设备简单。
(3)环保无毒,井下作业粉尘较小。
附图说明
图1为本发明中超高水材料注浆工艺使用的设备示意图。
具体实施方式
一、超高水双液浆注浆材料:
1、准备A料和B料
A料:主要为烧结后的铝酸盐熟料。
B料:按重量份主要由石膏 40~50 份、生石灰 40~50 份 、缓凝剂 3~5 份、速凝剂3~5 份、悬浮剂 3~5 份混合而成。
优选地,B料:按重量份主要由石膏 40 份、生石灰 40 份、缓凝剂 4 份、速凝剂 4份、悬浮剂 4 份混合而成。
2、制备A液和B液
制备A液:在A料中加水混合形成A液,A液的水固质量比为4-5:1。
制备B液:在B料中加水混合形成B液,B液的水固质量比为4-5:1。
3、制备超高水双液浆注浆材料
将A液与B液按照体积份数比1:1~5:1进行混合。
A液与B液混合后的双液浆凝固后,早期强度好,1天抗压强度达0.8~1.9Mpa,3天抗压强度达1.2~3.5Mpa,28天抗压强度为1.3~3.7Mpa。
混合浆液初凝时间可调可控,例如:
当A液和B液水固质量比为4:1、A液与B液体积比为1:1~5:1时,混合浆液初凝时间为3~5min;
当A液和B液水固质量比为5:1、A液与B液体积比为1:1~5:1时,混合浆液初凝时间为4~10min。
因此可以通过调整A液和B液水固质量比来调整混合浆液初凝时间。
二、设备准备
准备用于A液和B液的准备及输出的两组组件A组件和B组件,其中:
A组件包括顺次连通的A液搅拌桶1、A液储浆桶2、A液注浆泵3、A液输送管;
B组件包括顺次连通的B液搅拌桶4、B液储浆桶5、B液注浆泵6、B液输送管。
将A液送至A液搅拌桶1进行搅拌,将搅拌后的A液送入A液储浆桶2,当需要输出A液时,启动A液注浆泵3,将A液储浆桶2中的A液泵至A液输送管。同理将B液储浆桶2中的B液泵至B液输送管。在A液输送管和B液输送管的末端连通有一个混合阀7,例如三通,使A液和B液在三通阀处混合,形成本发明超高水双液浆注浆材料,便可以开始注浆了。当出水量大于50m3/h,可以在混合阀7的前面增加一个闭水球阀8。
三、注浆工艺
实施方式
a、对待施工的注浆段进行压水试验,检测该注浆段的吕荣值;
当注浆段的吕荣值>100Lu,或钻孔出水量>100m³/h时,所述注浆工艺按照以下步骤进行:
b、按水固质量比4:1分别配置A液和B液,然后将A液和B液按体积比为3:1混合,注入注浆孔;
c、当注浆持续时间达到10~20min,且注浆压力<1倍静水压力,调整A液和B液的体积比为2:1,并继续注入注浆孔:
d、当注浆持续时间再次达到10~20min,且注浆压力<1倍静水压力,调整A液和B液的体积比为1:1,并继续注入注浆孔,直至注浆压力达到2~2.5倍静水压力。
实施方式
a、对待施工的注浆段进行压水试验,检测该注浆段的吕荣值;
当注浆段的吕荣值在50-100Lu,或钻孔出水量为50-100m³/h时,所述注浆工艺按照以下步骤进行:
b、按水固质量比5:1分别配置A液和B液,然后将A液和B液按体积比为3:1混合,注入注浆孔;
c、当注浆持续时间达到10~20min,且注浆压力<1倍静水压力,调整A液和B液的体积比为2:1,并继续注入注浆孔:
d、当注浆持续时间再次达到10~20min,且注浆压力<1倍静水压力,调整A液和B液的体积比为1:1,并继续注入注浆孔,直至注浆压力达到2~2.5倍静水压力。
实施方式
a、对待施工的注浆段进行压水试验,检测该注浆段的吕荣值;
当注浆段的吕荣值<50Lu,或钻孔出水量<50m³/h时,所述注浆工艺按照以下步骤进行:
b、按水固质量比5:1分别配置A液和B液,然后将A液和B液按体积比为5:1混合,注入注浆孔;
c、当注浆持续时间达到10~20min,且注浆压力<1倍静水压力,调整A液和B液的体积比为4:1,并继续注入注浆孔:
d、当注浆持续时间再次达到10~20min,且注浆压力<1倍静水压力,调整A液和B液的体积比为3:1,并继续注入注浆孔,直至注浆压力达到2~2.5倍静水压力。
本发明超高水材料双液浆的固料用量少,成本相对较低,环保无毒,井下作业粉尘较小,并且A液、B液早期强度好,初凝时间可调可控,制浆注浆工艺简单,设备简单。
Claims (9)
1.一种超高水双液浆注浆材料,包含A料和B料及水,其中A料主要成分为铝酸盐水泥,B料按重量份主要由石膏 40~50 份、生石灰 40~50 份 、缓凝剂缓凝剂 3~5 份、速凝剂 3~5份、悬浮剂 3~5 份混合而成,A料和B料分别按水固比4-5:1配置成A液和B液,A液和B液按照体积份数比A液:B液为1:1~5:1混合制成超高水双液浆注浆材料。
2.根据权利要求1一种超高水双液浆注浆材料,其特征在于所述B料按重量份主要由石膏 40 份、生石灰 40 份 、缓凝剂缓凝剂 4 份、速凝剂 4 份、悬浮剂 4 份混合而成。
3.根据权利要求1一种超高水双液浆注浆材料,其特征在于A料和B料分别按水固比4:1配置成A液和B液。
4.根据权利要求1一种超高水双液浆注浆材料,其特征在于A料和B料分别按水固比5:1配置成A液和B液。
5.一种用权利要求1所述超高水双液浆注浆材料进行注浆的工艺,包括如下步骤:
a、对待施工的注浆段进行压水试验,检测该注浆段的吕荣值;
b、制备A料及B料,然后配置A液和B液;
c、A液和B液按体积比为1:1~5:1进行混合,混合后注入注浆孔。
6.根据权利要求4所述注浆工艺,其特征在于:
当注浆段的吕荣值>100Lu,或钻孔出水量>100m³/h时,按照以下步骤进行:
a、按水固质量比4:1分别配置A液和B液,然后将A液和B液按体积比为3:1混合,注入注浆孔;
b、当注浆持续时间达到10~20min,且注浆压力<1倍静水压力,调整A液和B液的体积比为2:1,并继续注入注浆孔:
c、当注浆持续时间再次达到10~20min,且注浆压力<1倍静水压力,调整A液和B液的体积比为1:1,并继续注入注浆孔,直至注浆压力达到2~2.5倍静水压力。
7.根据权利要求5所述注浆工艺,其特征在于:
当注浆段的吕荣值在50-100Lu,或钻孔出水量为50-100m³/h时,按照以下步骤进行:
a、按水固质量比5:1分别配置A液和B液,然后将A液和B液按体积比为3:1混合,注入注浆孔;
b、当注浆持续时间达到10~20min,且注浆压力<1倍静水压力,调整A液和B液的体积比为2:1,并继续注入注浆孔:
c、当注浆持续时间再次达到10~20min,且注浆压力<1倍静水压力,调整A液和B液的体积比为1:1,并继续注入注浆孔,直至注浆压力达到2~2.5倍静水压力。
8.根据权利要求5所述注浆工艺,其特征在于:
当注浆段的吕荣值<50Lu,或钻孔出水量<50m³/h时,按照以下步骤进行:
a、按水固质量比5:1分别配置A液和B液,然后将A液和B液按体积比为5:1混合,注入注浆孔;
b、当注浆持续时间达到10~20min,且注浆压力<1倍静水压力,调整A液和B液的体积比为4:1,并继续注入注浆孔:
c、当注浆持续时间再次达到10~20min,且注浆压力<1倍静水压力,调整A液和B液的体积比为3:1,并继续注入注浆孔,直至注浆压力达到2~2.5倍静水压力。
9.一种用于权利要求5-8之一所述注浆工艺的设备,其特征在于该设备包括分别用于A液和B液的准备及输出的两组组件,每组组件包括搅拌桶和储浆桶及注浆泵,在注浆泵的出口分别连有A液输出管和B液输出管, 该A液输出管和B液输出管的尾端连通有混合阀,将A液和B液在此混合。
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- 2023-04-14 CN CN202310399891.1A patent/CN116514508A/zh active Pending
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