深部巷道围岩复合注浆加固技术 被引量：8

1

作者 付玉凯 王涛 +1 位作者 孙志勇 岳延朋 《工矿自动化》 北大核心 2022年第7期105-112,共8页

针对深部巷道围岩复杂地质条件下单一注浆方式和注浆材料不能达到理想的注浆效果问题,提出了一种深部巷道围岩复合注浆加固技术。以山西某矿3210孤岛工作面为例,阐述了复合注浆加固技术原理及应用。首先,结合现场试验区域的地质力学测... 针对深部巷道围岩复杂地质条件下单一注浆方式和注浆材料不能达到理想的注浆效果问题,提出了一种深部巷道围岩复合注浆加固技术。以山西某矿3210孤岛工作面为例,阐述了复合注浆加固技术原理及应用。首先,结合现场试验区域的地质力学测试结果、煤岩体物理力学参数等,计算3210回风巷各破裂区的范围;其次,基于围岩分区破裂特点,提出3步注浆工艺,即浅部低压渗透注浆、深部高压劈裂注浆和补充注浆,并根据各分区的范围确定3步注浆工艺中各个钻孔的深度;然后,根据各个分区中裂隙的发育程度和裂隙开度,选择相应的注浆材料:高渗透区宜采用无机水泥注浆材料,中等渗透区宜采用超细水泥注浆材料,低渗透区宜采用高分子化学浆液进行补注;最后,根据现场注浆试验,确定不同破裂区的注浆压力参数。采用注浆加固岩体锚固力、注浆加固岩体单轴抗压强度和围岩完整性3个指标综合判断3210回风巷注浆加固效果:采用复合注浆加固技术后,巷帮煤体锚固力提高144%,达到230kN;顶板和巷帮围岩单轴抗压强度分别增加10.9%和18.5%,分别达到50.68 MPa和23.37 MPa;巷帮煤体波速提高15.2%,达到750 m/s。从注浆区域与未注浆区域围岩变形速率和变形量来看,复合注浆加固技术取得了良好效果。 展开更多

关键词 深部巷道围岩控制 复合注浆加固技术 破裂区划分 3步注浆工艺 复合注浆材料

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富镁矿渣-水泥复合注浆材料的制备及性能研究 被引量：15

2

作者 黄磊 姚晓 +1 位作者 孟佳佳 华苏东 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期482-486,共5页

针对护坡灌注桩用注浆材料易渗漏和成本高的问题,研制开发了触变型富镁矿渣-水泥复合注浆材料,并对其各种性能(凝结时间、抗压强度、流动性和触变性)和微观结构及添加石膏对其性能的影响进行了研究。结果表明:随着富镁矿渣掺量的增加,... 针对护坡灌注桩用注浆材料易渗漏和成本高的问题,研制开发了触变型富镁矿渣-水泥复合注浆材料,并对其各种性能(凝结时间、抗压强度、流动性和触变性)和微观结构及添加石膏对其性能的影响进行了研究。结果表明:随着富镁矿渣掺量的增加,复合浆体的凝结时间延长,早期抗压强度有所下降(但满足施工技术要求),后期抗压强度稳定增长;复合浆体的主要水化产物为C-S-H凝胶、Ca(OH)2和少量的AFt晶体。在复合浆体中掺加2%的石膏可以激发富镁矿渣的活性从而提高浆体的抗压强度,同时使浆体具有良好的触变性,起到防渗漏的作用。 展开更多

关键词 富镁矿渣 复合注浆材料 触变性 水化产物 微观结构

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碱激发复合注浆材料的试验研究 被引量：5

3

作者 周茗如 谢国鑫 +1 位作者 程俊夕 吕阳 《混凝土》 CAS 北大核心 2020年第11期149-153,160,共6页

为了研究碱激发复合材料作为注浆料的稳定性,通过室内试验,分析了碱激发复合注浆料的主要性能参数。采用极差法分析浆液的抗压强度、抗折强度、浆液黏度,胶凝时间等工作性能。研究结果表明影响碱激发复合注浆材料凝胶时间的最主要因素... 为了研究碱激发复合材料作为注浆料的稳定性,通过室内试验,分析了碱激发复合注浆料的主要性能参数。采用极差法分析浆液的抗压强度、抗折强度、浆液黏度,胶凝时间等工作性能。研究结果表明影响碱激发复合注浆材料凝胶时间的最主要因素是水玻璃掺量;影响浆液结石体抗折、抗压等强度性能最主要的因素是水胶比。最后,结合浆液结石体的微观试验研究得出碱激发复合注浆材料的最优配合比,为现场施工提供试验数据。 展开更多

关键词 碱激发 复合注浆 凝胶时间 极差分析

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基于复合注浆材料的断层破碎区巷道锚注支护 被引量：22

4

作者 耿耀强 索永录 +3 位作者 赵腾飞 张红卫 胡国和 马小辉 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2021年第4期616-623,共8页

彬长矿区孟村煤矿中央一号回风大巷因高地应力、DF29大断层和强采动等多因素耦合作用,使得原有锚网索喷支护失效,导致围岩呈现变形大、破坏严重的问题。为此,利用钻孔勘探、地应力原位测量和实验室试验等技术获得断层区域内的地质构造... 彬长矿区孟村煤矿中央一号回风大巷因高地应力、DF29大断层和强采动等多因素耦合作用,使得原有锚网索喷支护失效,导致围岩呈现变形大、破坏严重的问题。为此,利用钻孔勘探、地应力原位测量和实验室试验等技术获得断层区域内的地质构造和地应力赋存环境,探明了巷道围岩的变形破坏机理,研发了一种可注性好的反应温度低于95℃、抗压强度大于40 MPa的矿用复合注浆加固材料。并结合数值模拟所得围岩塑性破坏范围和分布特征,提出了一种以中空注浆锚索为核心的锚注补强支护技术,对其支护参数进行了优化。结果表明:该锚注补强支护技术在浅部围岩内形成厚度为4.5 m的注浆加固环,且通过注浆锚索与深部围岩形成一个整体,有效维持巷道围岩的稳定,为新型复合注浆加固材料在断层破碎区巷道围岩的锚注加固工程实践提供参考和技术支持。 展开更多

关键词 高地应力 断层破碎区 锚注支护 中空注浆锚索 复合注浆材料

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矿用新型复合注浆材料的力学特性及破坏特征 被引量：4

5

作者 耿耀强 徐文全 +2 位作者 黄耀光 胡国和 赵腾飞 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2022年第5期884-893,共10页

为研究新型复合注浆材料(SCPJG-2)的变形和破坏机理,以提高注浆加固效果,并为指导破碎煤岩体注浆设计提供依据,采用CT扫描、常规压拉剪试验和VIC-3D观测相结合的方法,重点探究具有不同浆液体积配比的新型复合注浆固结体的微观结构、力... 为研究新型复合注浆材料(SCPJG-2)的变形和破坏机理,以提高注浆加固效果,并为指导破碎煤岩体注浆设计提供依据,采用CT扫描、常规压拉剪试验和VIC-3D观测相结合的方法,重点探究具有不同浆液体积配比的新型复合注浆固结体的微观结构、力学强度和破坏特征。结果表明:随着浆液体积配比的增大,固结试样的内部缺陷呈现先减小后增大再减小的趋势,导致试样的抗压强度、抗拉强度与抗剪强度均呈现先快速增大后急剧减小再缓慢增大的趋势。并且体积配比为1∶1时,其拉压剪强度皆为最大,宜被作为复合注浆加固材料。不同配比下的固结试样在单轴压缩下呈现出塑性破坏、劈裂破坏和剪切破坏等不同的破坏特征。但在巴西劈裂下皆为起裂于中心且沿纵向扩展贯通的劈裂破坏。随着浆液体积配比的增加,试样沿中心且沿剪倾角方向的剪切破坏越明显;而随着剪倾角的增大,试样发生剪切主破坏时伴生的次生裂纹也增多。其可为预测和评估新型复合注浆材料对破裂围岩的强化效果和稳定性奠定基础。 展开更多

关键词 复合注浆材料 CT扫描 单轴抗压强度 抗拉强度 抗剪强度 破坏特征

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脉状裂隙导水型岩溶陷落柱高压注浆机理及应用

6

作者 钱自卫 鹿存金 +2 位作者 巩起立 吴现帅 王炳柱 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第8期292-303,共12页

岩溶陷落柱在我国华北煤田广泛发育,已引发多起矿井严重突水事故,开展陷落柱导水特征及注浆机理研究,对于保证煤炭资源安全开采具有现实意义。本研究根据陷落柱导水通道特征、陷落柱柱体结构形式及探查钻孔出水特征,结合典型陷落柱探查... 岩溶陷落柱在我国华北煤田广泛发育,已引发多起矿井严重突水事故,开展陷落柱导水特征及注浆机理研究,对于保证煤炭资源安全开采具有现实意义。本研究根据陷落柱导水通道特征、陷落柱柱体结构形式及探查钻孔出水特征,结合典型陷落柱探查及治理案例,在传统的松散间隙导水、微细孔裂隙渗透导水模式基础上,总结提出了陷落柱脉状裂隙导水的新模式,给出了此类陷落柱的水害致灾形式。研究发现此类陷落柱柱体一般较为密实,软硬碎石组合不均匀分布,碎岩部分间隙未被破碎泥化物、砂、矿物结晶所充填,残存不规则扁平裂隙状或近似圆孔集中导水通道;初步分析认为柱体的不均匀性致使空隙渗流及结晶的差异是此类陷落柱形成的主要原因。开展了脉状裂隙导水型陷落柱透明可视化注浆模型试验,直观观测了单孔高压注浆对多个导水通道的治理过程,并结合相关理论,提出了涉及孔道渗流注浆、劈裂注浆及裂隙挤密闭合等复合形式的脉状裂隙导水型陷落柱高压注浆机理,以实现单注浆孔对多条脉状裂隙导水通道的综合控制。研究成果在埋深超过600m、奥灰水压7.67MPa、平面面积达到5200m^(2)的鹤煤九矿9–6导水陷落柱的注浆治理中应用。依据相关标准设计了注浆控制段跨度,通过巷道揭露及钻孔出水情况可表征陷落柱的脉状裂隙导水特征,设计采用井下对抄布孔、分层布孔、分段注浆等实现了对注浆区域的全覆盖,分析注浆压力响应曲线可指示浆液的渗流、劈裂、挤密等过程,通过串浆情况、物探及微震监测、注水试验分析综合评判了陷落柱的治理效果,目前受陷落柱影响工作面已安全回采。研究成果为脉状裂隙导水型陷落柱的治理提供了理论及技术支撑。 展开更多

关键词 岩溶陷落柱 脉状导水通道 高压注浆 复合注浆机理

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大跨度变形巷道复合注浆与锚固联合修复技术 被引量：14

7

作者 常海雷 郭相平 《煤矿开采》 北大核心 2014年第1期67-70,共4页

为解决大跨度近距离巷道群影响变形破坏巷道的加固难题,以王坡煤矿二采区集中轨道巷为例,分析了巷道变形破坏的程度及机理,并据此提出复合注浆与锚固联合加固技术,并应用于实践。研究结果表明,大跨度巷道变形破坏是在近距离巷道群、临... 为解决大跨度近距离巷道群影响变形破坏巷道的加固难题,以王坡煤矿二采区集中轨道巷为例,分析了巷道变形破坏的程度及机理,并据此提出复合注浆与锚固联合加固技术,并应用于实践。研究结果表明,大跨度巷道变形破坏是在近距离巷道群、临近工作面回采、地应力环境和原支护不合理的共同作用下发生的破坏,破坏范围主要集中在顶板和两帮4000mm范围内,破坏呈现松软破碎状态。针对巷道破坏情况提出首次水泥注浆,二次化学注浆和三次注浆锚索施工的顺序加固方案,达到充填围岩破碎裂隙,恢复围岩完整性和实现围岩主动承载的目的。实践表明,巷道围岩变形顶板下沉量小于9mm,两帮收敛15mm,围岩变形得到有效控制。 展开更多

关键词 大跨度巷道 复合注浆 注浆锚索 修复加固技术

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大采高孤岛工作面顶板裂隙破碎带超前深孔复合预注浆控制技术研究 被引量：12

8

作者 陈金宇 《中国矿业》 北大核心 2019年第12期150-154,160,共6页

为了解决寺家庄矿15106大采高孤岛工作面顶板裂隙破碎带煤壁片帮及架前顶板冒矸的问题,在分析原因的基础上,提出采用在回风顺槽超前深孔后退式分段复合预注浆进行加固。通过数值模拟软件UDEC计算了顺槽超前预注浆的注浆参数,得出水泥浆... 为了解决寺家庄矿15106大采高孤岛工作面顶板裂隙破碎带煤壁片帮及架前顶板冒矸的问题,在分析原因的基础上,提出采用在回风顺槽超前深孔后退式分段复合预注浆进行加固。通过数值模拟软件UDEC计算了顺槽超前预注浆的注浆参数,得出水泥浆水灰比0.7∶1、注浆压力为15 MPa以及马丽散注浆压力为10 MPa时,注浆效果最好。15106工作面推进通过顶板裂隙带时支架压力由5 MPa提高到25 MPa左右,受力稳定;顶板裂隙带破碎煤岩体胶结较好,不再出现冒矸、滚矸现象,减少了工作面加固的损耗时间,保证了工作面的安全高效推进。 展开更多

关键词 超前 后退分段式 深孔 复合预注浆

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一种泥质软岩隧道纳米硅溶胶-铝酸盐水泥复合浆材设计及性能优化分析 被引量：2

9

作者 刘宁恺 潘东江 +3 位作者 温时雨 刘海宁 周建军 李治国 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第2期303-312,共10页

针对泥质软岩隧道注浆加固需求以及常用单一浆材性能存在的弊端,将纳米硅溶胶和铝酸盐水泥作为主剂,按照硅溶胶∶水∶铝酸盐水泥为100 mL∶100 mL∶120 g的基本配比组成复合注浆材料进行研究。初期研究发现,简单将纳米硅溶胶与铝酸盐水... 针对泥质软岩隧道注浆加固需求以及常用单一浆材性能存在的弊端,将纳米硅溶胶和铝酸盐水泥作为主剂,按照硅溶胶∶水∶铝酸盐水泥为100 mL∶100 mL∶120 g的基本配比组成复合注浆材料进行研究。初期研究发现,简单将纳米硅溶胶与铝酸盐水泥复合会导致结石率低且结石体存在裂缝等问题。针对结石率问题,选取硅酸钠和硅酸盐水泥,研究各自掺量对结石率、3 d抗压强度和凝胶时间的影响规律,在满足结石率达到100%的前提下,以3 d抗压强度为主、凝胶时间为辅,综合得出硅酸钠为提高结石率的优选外加剂,推荐掺量为铝酸盐水泥的1%。然后,将硅酸钠掺量1%作为常规配比用于后续试验。针对开裂问题,选取硅灰、氧化镁、氧化钙和可再分散乳胶粉,研究各自掺量对裂缝、3 d抗压强度和凝胶时间的影响规律。在满足裂缝得到完全治理的前提下,以3 d抗压强度和凝胶时间为参考依据,得出氧化镁为防治开裂的优选外加剂,推荐掺量为铝酸盐水泥的0.6%。最后,基于界面过渡区理论,评估优化浆材对滇中引水香炉山隧洞泥岩的加固效果。结果表明,岩-浆界面过渡区宽度平均仅88.6μm,显微硬度下降幅度较小,岩-浆结合处微结构较紧固。 展开更多

关键词 复合注浆材料 纳米硅溶胶 铝酸盐水泥 结石率 干缩开裂 泥质软岩隧道

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煤矿开采安全防护用聚氨酯注浆材料试验研究 被引量：4

10

作者 刘清晨 刘昌坤 周克清 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期65-74,共10页

聚氨酯注浆材料具有黏度适中、凝胶时间可控、耐磨、耐化学腐蚀和力学性能优异等特点,被广泛用于煤矿开采安全防护。但其导热、抗静电、阻燃等性能有待提高,存在较大的安全隐患,限制了聚氨酯注浆材料在煤矿井下的应用。石墨烯/聚苯胺纳... 聚氨酯注浆材料具有黏度适中、凝胶时间可控、耐磨、耐化学腐蚀和力学性能优异等特点,被广泛用于煤矿开采安全防护。但其导热、抗静电、阻燃等性能有待提高,存在较大的安全隐患,限制了聚氨酯注浆材料在煤矿井下的应用。石墨烯/聚苯胺纳米杂化物的加入对聚合物基复合材料导热、导电、阻燃等性能具有突出的增强效果,有望成为聚氨酯注浆复合材料性能改善的理想改性剂。利用原位化学氧化聚合法制备了石墨烯/聚苯胺(rGO/PANIf)纳米杂化物,通过FTIR、XRD、TEM、TG等分析方法对纳米填料的微观结构与形貌进行表征,并将rGO、PANIf、rGO/PANIf分别作为填料制备聚氨酯注浆复合材料,研究了不同填料及不同添加份量的纳米填料对改性聚氨酯注浆材料热稳定性、阻燃性能、导热性能和抗静电性能的影响。结果表明:rGO/PANIf杂化物的加入可以提高聚氨酯注浆复合材料的导热性能、抗静电性能、热稳定性和阻燃性能;与纯聚氨酯注浆材料相比,仅添加1wt%(质量分数)的rGO/PANIf杂化物,聚氨酯注浆复合材料的点燃时间延长了16 s,CO产生速率下降了25.6%;添加5wt%的rGO/PANIf杂化物,聚氨酯注浆复合材料的导热系数提高了19.4%,体积电阻由8.0×10^(13)Ω降低到3.1×10^(11)Ω,最大热解温度提高了25℃,热释放速率峰值、总热释放量、总烟气释放量分别降低了24%、18%、17.4%。 展开更多

关键词 石墨烯/聚苯胺(rGO/PANIf)纳米杂化物 聚氨酯注浆复合材料 导热 抗静电 阻燃 煤矿开采 安全防护

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运营期地铁隧道洞门渗漏病害原因分析及治理

11

作者 宋伟 牛晓凯 +2 位作者 宋立鸿 谢治天 许晨涛 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第9期80-84,共5页

[目的]为解决运营期地铁隧道洞门部位渗漏病害频发问题,降低维护成本和地铁运营风险,需对洞门渗漏的关键诱发因素及治理技术进行深入研究。[方法]依托北京地铁首都机场线某区间盾构隧道洞门渗漏治理示范工程,全面检测了洞门部位渗漏及... [目的]为解决运营期地铁隧道洞门部位渗漏病害频发问题,降低维护成本和地铁运营风险,需对洞门渗漏的关键诱发因素及治理技术进行深入研究。[方法]依托北京地铁首都机场线某区间盾构隧道洞门渗漏治理示范工程,全面检测了洞门部位渗漏及其他病害,分析了洞门反复渗漏的机理,采用数值模拟进一步研究了衬砌背后空洞对洞门反复渗漏的影响特征。[结果及结论]隧道洞门部位渗漏病害通常同结构变形、裂损等多种病害同时存在,衬砌背后空洞是诱发次生病害的核心因素,结构变形随空洞面积的增大而增大,表明结构内部的防水措施局部失效。内含“双液复合注浆”结构背后空洞填充工艺的立体复合式治理技术可在衬砌背后空洞中形成有效的填充体,保持结构整体稳定,建立立体的防水体系,有效解决运营期盾构隧道洞门反复渗漏的难题。 展开更多

关键词 地铁隧道 洞门 渗漏病害 复合注浆

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大型海底隧道钻爆法修建关键技术 被引量：9

12

作者 张顶立 房倩 陈铁林 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期1-7,共7页

针对海底隧道建设和运营中的突出问题,以工程安全和排水量控制为核心,对其关键技术进行了系统的研究和实践.限于通道两岸接线的条件,提出了"极限顶板厚度"的概念,使隧道纵断面位置的选择更加自如;基于精细化的地质勘察,提出... 针对海底隧道建设和运营中的突出问题,以工程安全和排水量控制为核心,对其关键技术进行了系统的研究和实践.限于通道两岸接线的条件,提出了"极限顶板厚度"的概念,使隧道纵断面位置的选择更加自如;基于精细化的地质勘察,提出了物探与钻探相结合,以钻探为主的超前探测方法;针对海底隧道施工对围岩稳定和堵水的双重要求,提出了"复合注浆"的新理念,并形成了相应的周边帷幕注浆技术;通过对地层变形及动态演化过程的研究,建立了施工扰动下海床安全状态与隧道围岩变形的量化关系,制定了保证隧道安全性的围岩变形控制标准;提出了隧道原始渗水量的分级方法,建立了基于排水量控制的围岩加固圈和支护结构设计方法,明确了初期支护的主承载作用,二次衬砌结构通常仅作为安全储备;针对海底隧道的高风险特点,建立了工程安全控制体系,形成了相应的管理基准和我国海底隧道钻爆法修建的技术模式. 展开更多

关键词 跨海隧道 钻爆法 复合注浆 结构体系 围岩变形控制

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高瓦斯综放工作面陷落柱影响区精准超前深孔注浆加固研究 被引量：5

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作者 李文洲 《煤矿开采》 北大核心 2018年第6期129-132,共4页

常村煤矿为解决陷落柱a Xn9对S3-13工作面回采的影响,首先采用地质力学测试对S3-13工作面区域进行了地应力分析,确定采用精准超前深孔注浆工艺对陷落柱进行预加固处理,针对水泥浆液的特点,开发了水泥添加剂(水泥改性液),水灰比为0. 7,... 常村煤矿为解决陷落柱a Xn9对S3-13工作面回采的影响,首先采用地质力学测试对S3-13工作面区域进行了地应力分析,确定采用精准超前深孔注浆工艺对陷落柱进行预加固处理,针对水泥浆液的特点,开发了水泥添加剂(水泥改性液),水灰比为0. 7,添加剂用量15%,浆液结石体的粘结性能最好。精准预注浆采用水泥改性浆液和化学浆液复合注浆方式,注浆压力不小于25MPa,注浆完毕后,工作面回采过程中进行了现场检测,结果表明:通过胶带巷精准超前深孔预注浆,陷落柱影响区恢复完整,保证了工作面正常生产。 展开更多

关键词 高瓦斯 综放工作面 陷落柱 煤体超前加固 精准深孔注浆 复合注浆

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斜井穿越动压冒落带的快速加固技术研究

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作者 刘伟建 姜福兴 +2 位作者 王洛锋 颜锋 莫自宁 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2009年第10期24-26,57,共4页

为了对由采动、构造、水弱化等因素耦合导致的斜井冒顶灾害进行治理,采用复合式化学充填加固材料固结形成人工假顶,使固结材料与冒落岩块粘结成有自身承载能力并有一定强度的完整围岩,并用FLAC3D对充填加固方案进行数值模拟。模拟结果表... 为了对由采动、构造、水弱化等因素耦合导致的斜井冒顶灾害进行治理,采用复合式化学充填加固材料固结形成人工假顶,使固结材料与冒落岩块粘结成有自身承载能力并有一定强度的完整围岩,并用FLAC3D对充填加固方案进行数值模拟。模拟结果表明:采用复合式化学充填加固方式后,垂直位移降低了85%,充填体强度达到了2 MPa,高于周围泥岩体的强度,治理效果明显。 展开更多

关键词 冒顶 复合式注浆 化学加固材料

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