適用于井下破碎巖體加固的錨桿錨固劑的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種適用于井下破碎巖體加固的錨桿錨固劑，其特征在于，由以下原料按如下重量百分比組成：復合硅酸鹽水泥30.6%-34.0%、天然河砂60.3%-63.9%、聚羧酸系減水劑0.6%-0.9%、膨脹劑1.5%-1.8%、鋼渣粉3.0%-3.5%。其從根本上解決了現有鋼筋混凝土加固方法存在的施工周期長，造價高，浪費大，制標不治本的問題，其對井下破碎巖體錨桿加固中施加大錨固力，并可以對破碎巖石進行加固，使得破碎巖石成為錨桿加固巷道的有力基礎，從而使加固后的破碎巖體安全、可靠，滿足生產要求。
【專利說明】適用于井下破碎巖體加固的錨桿錨固劑
【技術領域】
[0001] 本發明涉及巖土工程中錨桿加固技術，特別是一種適用于井下破碎巖體加固的錨 桿錨固劑。
【背景技術】
[0002] 在礦山井下巷道掘進過程中，經常出現破碎巖石段，需要對其進行加固，以滿足生 產的需要，目前常用的方法是采取鋼筋混凝土加固方法，而且只是抵抗破碎巖體產生的壓 力，沒有對該壓力進行處理，許多情況下，由于壓力太大，鋼筋混凝土結構的斷面需要增加 很多，配置的鋼筋相當驚人，該方法施工周期長，造價高，浪費大，制標不治本。
[0003] 目前，錨桿作為地下工程和巖石邊坡的主要支護形式之一，對土木工程穩定性的 維護起著重要作用，尤其是在節理裂隙巖體中，錨桿對巖體的加固作用十分明顯。但基于井 下破碎巖體的施工環境，需要在短時間內，在潮濕、爆破震動等不利條件下完成巖體加固， 這就對錨桿錨固劑的流動性、滲透性、膨脹性及強度提出更高的要求，現有錨桿錨固劑難以 達到。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是為了提供一種適用于井下破碎巖體加固的錨桿錨固劑，其從根本 上解決現有鋼筋混凝土加固方法存在的施工周期長，造價高，浪費大，制標不治本的問題， 其對井下破碎巖體錨桿加固中施加大錨固力，并可以對破碎巖石進行加固，使得破碎巖石 成為錨桿加固巷道的有力基礎，從而使加固后的破碎巖體安全、可靠，滿足生產要求。
[0005] 本發明的技術方案是： 一種適用于井下破碎巖體加固的錨桿錨固劑，其特征在于，由以下原料按如下重量百 分比組成： 鋼渣粉 3. 0% - 3. 5% 復合硅酸鹽水泥 30. 6%-34. 0% 天然河砂 60. 3%-63· 9% 聚羧酸系減水劑 0. 6% - 0. 9% 膨脹劑 L 5% - L 8%。
[0006] 上述的適用于井下破碎巖體加固的錨桿錨固劑，使用時與水混合攪拌均勻，兩者 的重量配比為： 錨固劑 88. 2%-89· 9% 水 10·1%-11·8%。
[0007] 上述的適用于井下破碎巖體加固的錨桿錨固劑，所述天然河砂的細度模數在中砂 的細度模數范圍內，含泥量小于2. 0%，泥塊含量小于0. 5%，河砂粒徑為3mm以下。
[0008] 上述的適用于井下破碎巖體加固的錨桿錨固劑，所述膨脹劑采用HEA膨脹劑。 [0009] 上述的適用于井下破碎巖體加固的錨桿錨固劑，所述鋼渣粉的粒度為 45 μ m± 10 μ m，比表面積彡400m2/ kg，28天活性指數彡80%。
[0010] 本發明的有益效果是：采用上述配比的錨桿錨固劑既可對破碎巖體進行加固，又 產生高強錨固力，適用于井下各種惡劣情況，特別適合大面積巖體破碎帶的加固，對破碎帶 加固深度大、寬度廣；短時間內即可完成錨固作用，即其抗壓、抗拉短時間內達到最佳工作 狀態，施工速度快；錨固劑具備高流動性、滲透性和膨脹性，使得加固后的破碎巖體基本恢 復到完整狀態；錨固劑具有高強度，與一般水泥砂漿相比，強度至少提高一倍以上，因而施 工過程中可以縮短錨桿長度，降低造價，綜合造價比一般錨固劑低30%以上，顯著提高經濟 效益；同時安全可靠，與現有錨桿錨固劑相比，加固相同類別的破碎巖體，可靠性保證率高 達98%以上，加固后的巖體在服務期限內保證適用安全。
[0011] 其中，錨固劑各組分的作用如下： (1) 膠凝材料采用復合硅酸鹽水泥，其抗腐蝕性較強，改善了錨固劑料的耐久性，增強 了抵抗井下地下水等自然因素侵蝕的能力； (2) 細骨料采用天然河砂，其表面結構及比表面積均優于人工砂，對于提高錨固劑流動 性及強度有利； (3) 外加劑采用聚羧酸系減水劑，改變錨固劑各組成材料，尤其是細顆粒材料的界面狀 態，降低表面張力，提高錨固劑的流動性及滲透性；另外，同時添加膨脹劑，使錨固劑硬化后 具有一定的膨脹性，填充巖體縫隙； (4) 鋼渣粉，由轉爐煉鋼排出的鋼渣經水淬而成，主要由鈣、鐵、硅、鎂和少量鋁、錳、磷 等的氧化物組成。主要的礦物相為硅酸三鈣、硅酸二鈣、鐵鋁酸鈣以及硅、鎂的氧化物形成 的固熔體，還含有少量游離氧化鈣等。由于鋼渣粉具有一定活性，故可提高錨固劑的后期強 度；可進一步消耗水泥水化產生的Ca(OH) 2,降低堿度，提高錨固劑的抗腐蝕性，抑制堿骨料 反應；可以改善錨固劑拌合物的和易性和可灌性；可以降低錨固劑的成本；且為工業廢渣 的利用又提供了一條途徑。
[0012] 經過多次實驗，本發明的錨固劑的測試指標如表1所示： 表1
【權利要求】
1. 一種適用于井下破碎巖體加固的錨桿錨固劑，其特征在于，由以下原料按如下重量 百分比組成： 鋼渣粉 3. 0% - 3. 5% 復合硅酸鹽水泥 30. 6%-34. 0% 天然河砂 60. 3%-63. 9% 聚羧酸系減水劑 0. 6% - 0. 9% 膨脹劑 1. 5% - 1. 8%。
2. 根據權利要求1所述的適用于井下破碎巖體加固的錨桿錨固劑，其特征在于，使用 時與水混合攪拌均勻，兩者的重量配比為： 錨固劑 88. 2%-89. 9% 水 10.1%-11.8%。
3. 根據權利要求1所述的適用于井下破碎巖體加固的錨桿錨固劑，其特征在于：所述 天然河砂的細度模數在中砂的細度模數范圍內，含泥量小于2. 0%，泥塊含量小于0. 5%，河 砂粒徑為3mm以下。
4. 根據權利要求1所述的適用于井下破碎巖體加固的錨桿錨固劑，其特征在于：所述 膨脹劑為HEA膨脹劑。
5. 根據權利要求1所述的適用于井下破碎巖體加固的錨桿錨固劑，其特征在于：所述 鋼渣粉的粒度為45 y m± 10 y m，比表面積彡400m2/ kg，28天活性指數彡80%。
【文檔編號】C04B28/04GK104446259SQ201410749111
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月9日 優先權日:2014年12月9日
【發明者】李榮海, 張 杰, 朱萬剛, 胡泉, 于向東, 趙俊英, 尤玉春, 程杰 申請人:鞍鋼集團礦業公司