采矿与安全工程学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (5): 1042-1053.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2025.0065

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矿用灌注式水泥基全长锚固材料研发与特性表征

项哲1,张农1,2,谢正正1,穆逢春1,赵剑3,吴向斌4,王广运1,马秀东1   

  1. 1. 中国矿业大学矿业工程学院,江苏 徐州 221116;2. 徐州工程学院土木工程学院,江苏 徐州 221018;3. 美亚高新材料股份有限公司,安徽 淮南 232046;4. 宁夏王洼煤业有限公司银洞沟煤矿,宁夏 固原 756503
  • 出版日期:2025-09-15 发布日期:2025-09-15
  • 通讯作者: 项哲,E-mail:xiangzhe0@cumt.edu.cn,Tel:18361273968
  • 作者简介:项哲(1995— ),男,陕西省西安市人,博士/博士后,从事煤岩体无机改性新材料方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(52404104,52034007);国家资助博士后研究人员计划项目(GZC20241926)

Research and characterization of mining grouting cement-based full-length anchorage materials

  • Online:2025-09-15 Published:2025-09-15

摘要: 灌注式锚固材料性能是厚层预应力全长锚固作用效果的关键影响因素,为此研发出适用于煤矿巷道二次灌注式全长锚固的水泥基锚固材料,测试可分散乳胶粉在不同添加量下材料的物理力学变化特征,表征其微观结构与官能团变化规律,并对比该锚固材料与常规水泥锚固材料的浆岩界面微观结构,阐明乳胶粉对水泥基锚固材料的物性影响机制与改性机理。物性测试显示,可分散乳胶粉添加能显著提升水泥基锚固材料黏结强度(最大值达3.5 MPa),但会降低抗压与抗折强度,同时延长材料凝固时间、增加流动性及折压比。微观结构与水化产物测试结果表明,可分散乳胶粉添加后形成的乳胶聚合物覆盖于水化产物表面,延缓水泥水化进程,减少水化物生成量,进而延长材料凝胶时间并提升流动性,且胶粉添加显著增加水泥基锚固材料体系内多尺度结构的孔隙量,共同作用导致材料强度降低。界面微观结构测试证实,乳胶聚合物在基体材料表面形成化学键结合,有效增强锚固材料与岩体界面的黏结力。

关键词: 深井软岩, 巷道支护, 锚固材料, 黏结强度, 可分散乳胶粉

中图分类号: