述膨潤土和早強劑分別31.5Kg和21Kg，本實施 例中，所述粉煤灰為煤礦電廠三級粉煤灰，其性能符合《用于水泥混凝土的粉煤灰國家標 準》(GB1596-1991)的規(guī)定;所述水泥為42.5級的普通硅酸鹽水泥;所述膨潤土為天然鈉基 膨潤土;所述早強劑為硫鋁酸鹽速凝劑，其主要成分為硫酸鋁和鋁酸鈉，所述水為經(jīng)過凈化 處理的礦排水。
[0055] 本實施例所述的控制地表沉陷的囊袋式離層注漿材料的制備方法，同實施例1。
[0056] 本實施例所述的控制地表沉陷的囊袋式離層注漿材料的注漿方法，同實施例1。
[0057] 待注漿完畢后，取部分注漿材料進行實驗室檢測，實驗方法如實施例1所示。實驗 結(jié)果取平均值如下表2。
[0058] 表2實施例2中注漿材料性能評價表
[0060]通過表1和表2檢測數(shù)據(jù)顯示，本發(fā)明所述注漿材料各項技術(shù)指標如下：
[0061 ] 該注漿材料表觀密度為1.4~1.6g/cm3，凝結(jié)時間2 . 1~3 . Ih，塌落度18.7~ 23.7cm，分層度11.0~15.0mm，泌水率1.3~1.9%，單軸抗壓強度 0.62 ~1.06MPa(8h)，3.84 ~5.70MPa(28d)。
[0062]以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范 圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方 案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種控制地表沉陷的囊袋式離層注漿材料，其特征在于：由以下質(zhì)量比的主料和水 組成，所述主料由水泥、粉煤灰和外加劑組成，其中，水灰比為0.7~0.8，粉煤灰:水泥為0.8 ~0.9，所述外加劑占所述主料總量的3 %~5 %。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制地表沉陷的囊袋式離層注漿材料，其特征在于:所述的外 加劑為膨潤土和早強劑，所述膨潤土為天然鈉基膨潤土;所述的早強劑為硫鋁酸鹽速凝劑， 其主要成分為硫酸鋁和鋁酸鈉。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制地表沉陷的囊袋式離層注漿材料，其特征在于:所述的膨 潤土和所述早強劑質(zhì)量比例為1:1~1.5:1。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制地表沉陷的囊袋式離層注漿材料，其特征在于:所述的粉 煤灰為電廠二級或三級粉煤灰，所述的水泥為42.5級的普通硅酸鹽水泥。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項所述的控制地表沉陷的囊袋式離層注漿材料，其特征在 于:所述的水為自來水或經(jīng)過清潔的礦排水。6. 權(quán)利要求1-5任意一項所述的控制地表沉陷的囊袋式離層注漿材料的制備方法，其 特征在于:包括以下步驟： (一) 將所述水泥和所述粉煤灰分別過4目的標準篩一和標準篩二，確保其沒有結(jié)塊，然 后分別儲存于細料倉一和細料倉二； (二) 將所述水泥、所述粉煤灰、所述外加劑和所述水按照配比分別用稱量斗一、稱量斗 二、稱量斗三和電子稱稱量好備用； (三) 將步驟(三）中稱量好的所述水泥、所述粉煤灰、所述外加劑和所述水投入攪拌機 進行攪拌，攪拌時間不小于90s。7. 權(quán)利要求1-5任意一項所述的控制地表沉陷的囊袋式離層注漿材料的注漿方法，其 特征在于:包括以下步驟： (a) 施工準備:場地進行平整，將若干注漿孔（10)位置進行放樣，相鄰所述注漿孔（10) 的間距為10~30m; (b) 鉆孔:鉆所述注漿孔（10)至設(shè)計深度，所述注漿孔（10)的開孔直徑為240~300mm， 所述注漿孔(10)的傾斜度小于1 % ; (c) 注漿管及囊袋制作:注漿管（11)長度大于鉆孔設(shè)計深度的400~600mm;所述注漿管 (11) 的上端設(shè)有注漿管彎頭(9)，所述注漿管彎頭(9)連接高壓膠皮軟管(8)，在距所述注漿 管（11)的下端300~400mm處布設(shè)呈梅花形的若干注漿孔眼（17 )，并在所述注漿管（11)的下 端采用橡膠閥門堵頭（18)進行封底;囊袋（13)的直徑為500~600_，長度比鉆孔設(shè)計深度 多600~700mm; (d) 注漿管和囊袋綁扎、下孔:先將所述囊袋（13)自下而上套在所述注漿管（11)外，將 所述囊袋(13)底部扎緊;從所述囊袋(13)底端開始每隔0.8~1.2m，將所述囊袋(13)綁扎在 所述注漿管（11)上，在所述囊袋（13)的最上端，用塑料套環(huán)（12)扎牢，確保所述塑料套環(huán) (12) 能在所述注漿管（11)上相對滑動，所述注漿管（11)的上端伸出地面500mm以上;將所述 注漿孔(10)清洗干凈后，將綁有所述囊袋(13)的所述注漿管（11)緩慢放入所述注漿孔(10) 中，當所述囊袋(13)到達設(shè)計高度時停止下放； (e) 拌漿及注漿:攪拌池（1)中攪拌好的所述水泥、粉煤灰、外加劑和礦排水的料漿進入 高壓注漿栗(3)，在所述高壓注漿栗(3)的推動下，通過地面栗送管道(6)、所述高壓膠皮軟 管(8)、所述注漿管彎頭(9)和所述注漿管（11)將料漿注入所述囊袋(13)內(nèi)，在此期間，通過 所述高壓注漿栗（3)的壓力計(4)，保證注漿壓力在0.4~0.6MPa，通過所述地面栗送管道 (6)上的電磁流量計(5)，控制注衆(zhòng)流量為50~65L/min;自下而上注衆(zhòng)，待所述囊袋（13)的 上一節(jié)注漿到設(shè)計漿量后才能進行下一節(jié)注漿； (f) 拔注漿管:待所述囊袋(13)注漿量到設(shè)計要求后，且當注漿量與注漿壓力與設(shè)計要 求達到基本一致時，所述囊袋（13)已經(jīng)完全膨脹為囊袋膨脹（16)，將所述注漿管（11)緩慢 拔出，拔所述注漿管（11)的速度控制在〇. 5~0.8m/min，并保持注漿壓力為0.4~0.6MPa;待 所述注漿管（11)完全拔出以后，用沙土和碎石（21)對上部空孔進行回填，同時將地面振動 密實； (g) 沖洗所述注漿管（11)，移至下一孔位，進行下一循環(huán)作業(yè)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制地表沉陷的囊袋式離層注漿材料的注漿方法，其特征在 于:步驟(e)中所述囊袋（13)的每一節(jié)注漿過程中，第一次注漿量為設(shè)計量的70%，余下部 分每隔30min，分2次注完。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制地表沉陷的囊袋式離層注漿材料的注漿方法，其特征在 于:步驟(c)中若干所述注漿孔眼（17)沿所述注漿管（11)的軸向設(shè)有2~3排，所述注漿孔眼 (17)的孔眼大小為8~10mm，個數(shù)為每排3~4個，共6~8個圓形鉆孔。10. 根據(jù)權(quán)利要求7-9任意一項所述的控制地表沉陷的囊袋式離層注漿材料的注漿方 法，其特征在于:所述囊袋(13)采用尼龍纖維無縫編織的尼龍囊袋;所述注漿管（11)采用鋼 管。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種控制地表沉陷的囊袋式離層注漿材料，由以下質(zhì)量比的主料和水組成，所述主料由水泥、粉煤灰和外加劑組成，其中，水灰比為0.7～0.8，粉煤灰：水泥為0.8～0.9，所述外加劑占所述主料總量的3％～5％。本發(fā)明所述的囊袋式離層注漿材料，可泵性好、泌水率和分層度低、凝結(jié)時間短，強度和穩(wěn)定性高，注漿用量少，單孔注漿總量約為13m3，材料成本低。本發(fā)明還提供了上述囊袋式離層注漿材料的制備方法和注漿方法，所述制備方法操作簡單，成本低；所述的注漿方法離層注漿時間可靈活控制，從根本上限制離層的發(fā)育發(fā)展，確保關(guān)鍵層不會破斷，達到控制地表沉陷的目的，通過囊袋的隔離作用，料漿不會泄露，污染環(huán)境。
【IPC分類】C04B111/70, C04B28/04, E02D3/12
【公開號】CN105541214
【申請?zhí)枴緾N201510891660
【發(fā)明人】史俊偉, 孟祥瑞, 高召寧, 趙光明
【申請人】安徽理工大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月1日