针对传统的喷射混凝土喷层力学性能不均一,延伸性能差,难以较好封闭支护围岩,影响围岩力学特性和支护结构稳定的问题,结合西部软岩巷道工程地质条件和矿压显现规律,在传统喷射混凝土材料配比的基础上,通过室内材料配比试验确定了新型聚合物喷层的材料配比和力学性能,研发的聚合物喷层强度高,抗裂性能和延伸性能好,能够适应软岩巷道大变形的支护要求。在红庆梁煤矿总辅运大巷岩巷试验段进行工业性试验,并通过6个月现场监测可知,无水段巷道喷层差异不大,而在淋水段巷道新型聚合物喷层完整性好,围岩稳定性好,锚杆锚索受力小,所

普通喷射混凝土支护技术存在喷射物料回弹率高、施工粉尘质量浓度大、喷层强度不均一等缺点,难以满足弱胶结软岩矿井高效生产要求。本文通过理论力学分析影响软岩巷道喷层支护性能的关键因素——黏结性、强度和延展性,并以普通喷射混凝土材料为基础,通过室内材料配比试验优化聚合物胶粉、抗裂短纤维、有机乳液等组分的掺量,确定新型聚合物喷层材料配比和力学性能;结合煤矿巷道等狭小地下空间喷射施工要求,对喷射系统(螺杆泵的动力源、喷射枪结构和搅拌进料系统)进行改造,构建满足煤矿巷道安全高效生产要求的新型聚合物喷层支护施工

普通混凝土喷层具有强度低、延展性能差等缺点,难以与锚杆支护相耦合共同维持软岩巷道围岩的稳定,文章以普通喷层材料为基础进行了材料配比试验,分别优化了新型柔性喷层材料的灰砂比、聚合物胶粉掺量、聚丙烯纤维掺量、有机乳液掺量,其配比为:灰砂比为1/2,5044n胶粉掺量为1. 5%,PP纤维掺量为0. 15%,PS乳液为20%,降低了巷道喷层的厚度,减少巷道施工及支护成本,通过地面喷射试验可知,新型柔性喷层材料具有回弹率低,硬化速度快,抗裂性能好等优点,能够满足软岩巷道大变形支护要求。

从材料角度出发,在一般喷射混凝土试验的基础上,通过一系列正交试验分析出陶粒类型、掺量及玻化微珠掺量对新型混凝土材料的抗压强度、抗弯强度及导热系数的影响。论证新型混凝土材料对深井热害问题的适用性与可行性。