超细水泥基材料注浆固结破碎煤体的界面研究

随着我国矿井向深部延伸和巷道断面加大，煤巷围岩控制迫切需要注浆加固技术。由于超细水泥注浆材料能够渗入微小孔隙和裂隙，所以它为注浆技术开辟了新的领域。但超细水泥基材料浆体注浆加固煤体后形成的注浆加固体整体性差、强度低、渗透性高，注浆效果达不到设计的要求，这主要是因为超细水泥基材料与有机材料煤的界面存在着较弱的粘结。申请人在前期研究中发现水泥基材料与有机材料的粘结界面存在不同于普通水泥混凝土的界面特征。本项目拟在已有的工作基础上，通过研究水泥水化离子在煤体表面的扩散迁移规律，研究超细水泥基材料在煤体表面生成水化产物的发展演化规律；通过研究超细水泥基材料与煤体界面过渡区的范围、形貌、孔结构的发展演化规律，研究超细水泥基材料组成对界面过渡区的范围、形貌、孔结构的影响；通过对界面过渡区微观力学性能的测定，研究界面对注浆加固体宏观力学性能的影响。

本项目通过运用扫描电子显微镜（SEM）分析，初步揭示了界面水化产物的微观结构和形貌；通过在界面区选择不同的点，运用能谱分析（EDS）等初步确定了界面区的水化产物种类；通过采用不同的水泥品种、不同的水泥混合材、不同的化学外加剂研究了超细水泥基材料组成对界面过渡区的范围、产物组成、形貌、结构的影响，为探明界面区组成、结构与粘结性能的关系提供了理论依据，有利于促进煤矿经济增长模式由粗放型向集约型转变，实现资源优化配置和可持续发展。