[发明专利]防治矿井巷道底臌的化学方法

摘要

本发明公开了一种防治矿井巷道底臌的化学方法，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。本发明通过价格低廉的黏土稳定剂直接作用于软岩岩石，改变软岩岩石的膨胀性能，同时辅以抽采卸压孔，卸压孔一方面引导黏土稳定剂的渗流，一方面为后期巷道底板的变形提供变形空间，进而达到防治巷道底臌的作用。

主权项

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。