适用于井下破碎岩体加固的锚杆锚固剂的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种适用于井下破碎岩体加固的锚杆锚固剂，其特征在于，由以下原料按如下重量百分比组成：复合硅酸盐水泥30.6%-34.0%、天然河砂60.3%-63.9%、聚羧酸系减水剂0.6%-0.9%、膨胀剂1.5%-1.8%、钢渣粉3.0%-3.5%。其从根本上解决了现有钢筋混凝土加固方法存在的施工周期长，造价高，浪费大，制标不治本的问题，其对井下破碎岩体锚杆加固中施加大锚固力，并可以对破碎岩石进行加固，使得破碎岩石成为锚杆加固巷道的有力基础，从而使加固后的破碎岩体安全、可靠，满足生产要求。
【专利说明】适用于井下破碎岩体加固的锚杆锚固剂
【技术领域】
[0001] 本发明涉及岩土工程中锚杆加固技术，特别是一种适用于井下破碎岩体加固的锚 杆锚固剂。
【背景技术】
[0002] 在矿山井下巷道掘进过程中，经常出现破碎岩石段，需要对其进行加固，以满足生 产的需要，目前常用的方法是采取钢筋混凝土加固方法，而且只是抵抗破碎岩体产生的压 力，没有对该压力进行处理，许多情况下，由于压力太大，钢筋混凝土结构的断面需要增加 很多，配置的钢筋相当惊人，该方法施工周期长，造价高，浪费大，制标不治本。
[0003] 目前，锚杆作为地下工程和岩石边坡的主要支护形式之一，对土木工程稳定性的 维护起着重要作用，尤其是在节理裂隙岩体中，锚杆对岩体的加固作用十分明显。但基于井 下破碎岩体的施工环境，需要在短时间内，在潮湿、爆破震动等不利条件下完成岩体加固， 这就对锚杆锚固剂的流动性、渗透性、膨胀性及强度提出更高的要求，现有锚杆锚固剂难以 达到。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了提供一种适用于井下破碎岩体加固的锚杆锚固剂，其从根本 上解决现有钢筋混凝土加固方法存在的施工周期长，造价高，浪费大，制标不治本的问题， 其对井下破碎岩体锚杆加固中施加大锚固力，并可以对破碎岩石进行加固，使得破碎岩石 成为锚杆加固巷道的有力基础，从而使加固后的破碎岩体安全、可靠，满足生产要求。
[0005] 本发明的技术方案是： 一种适用于井下破碎岩体加固的锚杆锚固剂，其特征在于，由以下原料按如下重量百 分比组成： 钢渣粉 3. 0% - 3. 5% 复合硅酸盐水泥 30. 6%-34. 0% 天然河砂 60. 3%-63· 9% 聚羧酸系减水剂 0. 6% - 0. 9% 膨胀剂 L 5% - L 8%。
[0006] 上述的适用于井下破碎岩体加固的锚杆锚固剂，使用时与水混合搅拌均匀，两者 的重量配比为： 锚固剂 88. 2%-89· 9% 水 10·1%-11·8%。
[0007] 上述的适用于井下破碎岩体加固的锚杆锚固剂，所述天然河砂的细度模数在中砂 的细度模数范围内，含泥量小于2. 0%，泥块含量小于0. 5%，河砂粒径为3mm以下。
[0008] 上述的适用于井下破碎岩体加固的锚杆锚固剂，所述膨胀剂采用HEA膨胀剂。 [0009] 上述的适用于井下破碎岩体加固的锚杆锚固剂，所述钢渣粉的粒度为 45 μ m± 10 μ m，比表面积彡400m2/ kg，28天活性指数彡80%。
[0010] 本发明的有益效果是：采用上述配比的锚杆锚固剂既可对破碎岩体进行加固，又 产生高强锚固力，适用于井下各种恶劣情况，特别适合大面积岩体破碎带的加固，对破碎带 加固深度大、宽度广；短时间内即可完成锚固作用，即其抗压、抗拉短时间内达到最佳工作 状态，施工速度快；锚固剂具备高流动性、渗透性和膨胀性，使得加固后的破碎岩体基本恢 复到完整状态；锚固剂具有高强度，与一般水泥砂浆相比，强度至少提高一倍以上，因而施 工过程中可以缩短锚杆长度，降低造价，综合造价比一般锚固剂低30%以上，显著提高经济 效益；同时安全可靠，与现有锚杆锚固剂相比，加固相同类别的破碎岩体，可靠性保证率高 达98%以上，加固后的岩体在服务期限内保证适用安全。
[0011] 其中，锚固剂各组分的作用如下： (1) 胶凝材料采用复合硅酸盐水泥，其抗腐蚀性较强，改善了锚固剂料的耐久性，增强 了抵抗井下地下水等自然因素侵蚀的能力； (2) 细骨料采用天然河砂，其表面结构及比表面积均优于人工砂，对于提高锚固剂流动 性及强度有利； (3) 外加剂采用聚羧酸系减水剂，改变锚固剂各组成材料，尤其是细颗粒材料的界面状 态，降低表面张力，提高锚固剂的流动性及渗透性；另外，同时添加膨胀剂，使锚固剂硬化后 具有一定的膨胀性，填充岩体缝隙； (4) 钢渣粉，由转炉炼钢排出的钢渣经水淬而成，主要由钙、铁、硅、镁和少量铝、锰、磷 等的氧化物组成。主要的矿物相为硅酸三钙、硅酸二钙、铁铝酸钙以及硅、镁的氧化物形成 的固熔体，还含有少量游离氧化钙等。由于钢渣粉具有一定活性，故可提高锚固剂的后期强 度；可进一步消耗水泥水化产生的Ca(OH) 2,降低碱度，提高锚固剂的抗腐蚀性，抑制碱骨料 反应；可以改善锚固剂拌合物的和易性和可灌性；可以降低锚固剂的成本；且为工业废渣 的利用又提供了一条途径。
[0012] 经过多次实验，本发明的锚固剂的测试指标如表1所示： 表1
【权利要求】
1. 一种适用于井下破碎岩体加固的锚杆锚固剂，其特征在于，由以下原料按如下重量 百分比组成： 钢渣粉 3. 0% - 3. 5% 复合硅酸盐水泥 30. 6%-34. 0% 天然河砂 60. 3%-63. 9% 聚羧酸系减水剂 0. 6% - 0. 9% 膨胀剂 1. 5% - 1. 8%。
2. 根据权利要求1所述的适用于井下破碎岩体加固的锚杆锚固剂，其特征在于，使用 时与水混合搅拌均匀，两者的重量配比为： 锚固剂 88. 2%-89. 9% 水 10.1%-11.8%。
3. 根据权利要求1所述的适用于井下破碎岩体加固的锚杆锚固剂，其特征在于：所述 天然河砂的细度模数在中砂的细度模数范围内，含泥量小于2. 0%，泥块含量小于0. 5%，河 砂粒径为3mm以下。
4. 根据权利要求1所述的适用于井下破碎岩体加固的锚杆锚固剂，其特征在于：所述 膨胀剂为HEA膨胀剂。
5. 根据权利要求1所述的适用于井下破碎岩体加固的锚杆锚固剂，其特征在于：所述 钢渣粉的粒度为45 y m± 10 y m，比表面积彡400m2/ kg，28天活性指数彡80%。
【文档编号】C04B28/04GK104446259SQ201410749111
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月9日 优先权日:2014年12月9日
【发明者】李荣海, 张 杰, 朱万刚, 胡泉, 于向东, 赵俊英, 尤玉春, 程杰 申请人:鞍钢集团矿业公司