[发明专利]防治矿井巷道底臌的化学方法

权利要求书

1.防治矿井巷道底臌的化学方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）、对软岩巷道内的岩样进行采集，至少采集三个矿井的典型水敏性岩石作为岩样；

（2）、对软岩巷道内岩样的岩性进行分析；

（3）、以室内实验为基础，分析黏土稳定剂对岩样膨胀变形的控制规律，确定黏土稳定剂的配方；

（4）、采用黏土稳定剂在底臌的软岩巷道现场施工作业；

（5）、对施工效果进行考察：与未注入粘土稳定剂溶液而只施工卸压孔的区域进行对比，分析膨胀变形量，考察粘土稳定剂对泥化弱胶结巷道底板防膨效果；

所述步骤（3）包括以下内容：

A、去除各个矿井的岩石岩样表面的杂质，先破碎成小块，用固体样品粉碎机粉碎，筛取粒度在SSW0.150/0.104—SSW1.14/0.45之间的岩石粉，然后把岩石粉置于电热恒温干燥箱中，调节电热恒温干燥箱内的温度105±1℃，恒温6h后，把岩石粉移至干燥器中冷却至室温，存入广口瓶中备用；

SSW0.150/0.104—SSW1.14/0.45中的第一个S为试验筛，第二个S为金属丝，W为编织网，0.150为网孔基本尺寸，0.104为金属丝直径，1.14为网孔基本尺寸，0.45为金属丝直径；

B、选用不同的黏土稳定剂作用于不同矿井中的岩石岩样；

①、选用KCL、NH₄CL、KCL+KO、NH₄CL+KO四种物质作为黏土的化学稳定剂，将四种化学稳定剂分别配制为KCL黏土稳定剂溶液、NH₄CL黏土稳定剂溶液、KCL+KO黏土稳定剂溶液和NH₄CL+KO黏土稳定剂溶液；其中KO为阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的混合物；

②、分别称取每个矿井中的岩样0.50 g，重量精确至 0.01 g，每个矿井的岩样称取六份，所有的岩样分别装入一个10 ml 离心管中，并对离心管做出不同的标记；

先对第1个矿井中采集的四份岩样依次进行试验，对一份岩样的具体试验过程为：将10 ml的 KCL黏土稳定剂溶液加入到离心管内，充分摇匀，在室温下存放2 h，装入离心机内，在转速为 150 r/ min 下分离 15 min，读出岩样膨胀后的体积 V₁；对该矿井采集的第二份岩样加入到NH₄CL黏土稳定剂溶液中并重复上述操作过程；对该矿井采集的第三份岩样加入到KCL+KO黏土稳定剂溶液中并重复上述操作过程；对该矿井采集的第四份岩样加入到NH₄CL+KO黏土稳定剂溶液中并重复上述操作过程；

按照上述操作过程，接着对第2个矿井中的四份岩样、第3个矿井中的四份岩样……第n个矿井中的四份岩样进行与第1个矿井中四份岩样试验相同的试验；

然后取第1个矿井中采集的一份岩样，用10 ml 水取代黏土稳定剂溶液，按照上述操作过程进行测定岩样在水中的膨胀体积 V₂；按照上述操作过程，接着10 ml 水取代黏土稳定剂溶液对第2个矿井中的一份岩样、第3个矿井中的一份岩样……第n个矿井中的一份岩样进行与第1个矿井中四份岩样试验相同的试验；

最后取第1个矿井中采集的一份岩样，用10 ml 煤油取代黏土稳定剂溶液，按照上述操作过程进行测定岩样在水中的膨胀体积 V₀；按照上述操作过程，接着10 ml 水取代黏土稳定剂溶液对第2个矿井中的一份岩样、第3个矿井中的一份岩样……第n个矿井中的一份岩样进行与第1个矿井中四份岩样试验相同的试验；

③、根据上述步骤②的实验数据，根据以下公式，对同一矿井中的岩样分别与四种黏土稳定剂溶液测定的四个V₁数值，对应与V₂和V₀计算出岩样的膨胀率和防膨率，从而确定针对不同矿井的岩样优选的黏土稳定剂；

膨胀率计算公式为：

其中，k₁—膨胀率，%

V₀—煤油中膨胀体积，ml

V₁—液体中膨胀后体积，ml；

防膨率计算公式为：

其中，B₁—防膨率，%

V₀—煤油中膨胀体积，ml

V₁—防膨剂中体积，ml

V₂—水中体积，ml。