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Vol.51No.3 Mar. 2020 Safety in Coal Mines 第 51 卷第 3 期 2020 年 3 月 冻结井壁纤维混杂与微膨胀高性能混凝土 配制与抗裂试验 孔维浩， 杨龙， 姚直书， 薛维培， 高聪 （安徽理工大学 土木建筑学院， 安徽 淮南 232001 ） 摘要 为解决深厚表土层冻结井壁混凝土开裂渗漏水难题， 提出采用纤维混杂与微膨胀高性 能混凝土。以冻结井壁普通混凝土配合比为基础， 采用正交试验法， 考察了水胶比、 膨胀剂掺量、 聚乙烯醇纤维掺量及仿钢纤维掺量对纤维混杂与微膨胀高性能混凝土的抗压强度和劈裂抗拉 强度的影响，综合平衡确定试验的最佳配合比为水∶水泥∶NF-F∶膨胀剂∶聚乙烯醇纤维∶聚丙烯仿 钢纤维∶砂∶玄武岩碎石166.112∶410∶130∶32.8∶1.092∶5∶615.992∶1 095.096。抗裂试验结果表明， 纤 维混杂与膨胀剂复合混凝土具有优良的抗裂性能。 关键词 井壁混凝土； 纤维混杂； 微膨胀； 最佳配合比； 抗裂性能； 冻结法凿井 中图分类号 TD352.3文献标志码 A文章编号 1003-496X （2020） 03-0069-06 Preparation and Crack Resistance Test of High Perance Concrete with Fiber Hybrid and Micro Expansion Freezing Shaft Lining KONG Weihao, YANG Long, YAO Zhishu, XUE Weipei, GAO Cong （School of Civil Engineering and Architecture, Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, China） Abstract To solve the leakage problem of concrete cracking and seepage in the freezing shaft lining of deep topsoil, it is proposed to use hybrid fibers and micro expansion high-perance concrete. Based on the normal concrete mix ratio of the frozen shaft lining, the orthogonal test was used to investigate the effect of the water-to-binder ratio, the amount of expansion agent, the amount of polyvinyl alcohol fiber and the amount of imitation steel fiber on the compressive strength and splitting tensile strength of fiber hybrid and micro expansion high perance concrete. Comprehensive balance determines that the best mix ratio of this test is water cement NF-F expansion agent polyvinyl alcohol fiber polypropylene imitation steel fiber sand basalt gravel 166.11241013032.81.0925615.9921 095.096. The crack resistance test results show that the fiber hybrid and expansion agent composite concrete has excellent crack resistance. Key words shaft lining concrete; fiber hybrid; micro expansion; optimum mix ratio; crack resistance; freezing sinking 冻结法凿井[1-3]是矿井穿越深厚表土层的有效 方法。冻结法施工井筒时，井壁混凝土水化热可达 60～80 ℃[4-7]， 此时冻结壁的内缘温度低于-10 ℃， 井 筒空气中的温度约为 0 ℃， 在如此低的环境温度下， 井壁混凝土将快速降温， 产生收缩， 冻土壁或外壁的 约束 将使井 壁混 凝土 产 生较 大的约 束温 度 应 力[8-9]， 井壁将产生环向温度裂纹。冻结壁完全解冻 后，长期高压水的作用下会使混凝土中原有裂纹不 断扩展、 连通， 进而发生渗漏水[10-12]， 严重影响了井 筒的安全使用。因此， 研制抗拉强度高、 抗裂性能好 的冻结井壁高性能混凝土具有重要的工程意义[13]。 已有的研究表明[14-15]， 膨胀剂的微膨胀效应可以提 高混凝土的抗渗性能、减小混凝土收缩，膨胀剂与 DOI10.13347/ki.mkaq.2020.03.014 孔维浩， 杨龙， 姚直书， 等.冻结井壁纤维混杂与微膨胀高性能混凝土配制与抗裂试验 ［J］ . 煤矿安全， 2020， 51 （3） 69-74. KONG Weihao, YANG Long, YAO Zhishu, et al. Preparation and Crack Resistance Test of High Perfor- mance Concrete with Fiber Hybrid and Micro Expansion Freezing Shaft Lining ［J］ . Safety in Coal Mines, 2020, 51 （3） 69-74. 基金项目 国家自然科学基金面上资助项目 （51674006） ； 安徽省 高校学科 （专业） 拔尖人才学术资助项目 （gxbjZD09） ； 安徽省自然 科学基金青年基金资助项目 （1908085QE185） 移动扫码阅读 69 ChaoXing 第 51 卷第 3 期 2020 年 3 月 Safety in Coal Mines Vol.51No.3 Mar. 2020 钢纤维复合后能明显提高混凝土的抗裂性能。银英 姿[16]等研究发现聚乙烯醇纤维在提高混凝土的抗 裂、 抗拉等性能方面效果显著。陈猛、 于婧等[17-18]研 究发现混杂纤维混凝土的力学性能优于单掺纤维混 凝土。 姚直书[19]等通过添加聚丙烯纤维与膨胀剂， 研 制了冻结井壁混凝土，混凝土的抗裂性能和抗拉强 度得到提高。因在地下工程应用中，钢纤维极易锈 蚀， 而聚丙烯仿钢纤维具有耐腐蚀、 断裂强度高、 易 于分散[20-21]等优点， 可以做为钢纤维的 1 种替代产 品。为此，以工程应用的冻结井壁高强混凝土为基 础， 采用正交试验的方法研究水胶比、 膨胀剂掺量、 聚乙烯醇纤维掺量和仿钢纤维掺量等对混凝土抗压 强度和劈裂抗拉强度的影响，通过极差分析得出各 因素影响权重，综合平衡确定纤维混杂与微膨胀冻 结井壁高性能混凝土的最佳配合比，同时开展纤维 混杂与膨胀剂复合混凝土的早期开裂试验研究， 以 期解决深厚表土层冻结法凿井井壁混凝土的开裂渗 漏水难题。 1试验原材料 水泥选用凤阳海螺水泥厂生产的 P.O 52.5R 水 泥，以满足冻结井壁对混凝土的早强性和高强要 求；粗集料选用 5～20 mm 连续级配玄武岩碎石， 压 碎指标为 3.7； 细集料选用细度模数为 2.684 的天 然河砂； 搅拌用水为自来水。 外加剂选用熊猫牌 NF-F 复合外加剂，其主要 成分由高效减水剂、 超细矿渣、 粉煤灰掺合而成。 膨胀剂选用 BTS-1006 型 CSA 高性能膨胀剂， 该膨胀剂具有膨胀率大、 强度高， 抗裂性能好， 既有 塑性膨胀又有刚性膨胀，克服了普通膨胀剂单一膨 胀的缺点， 膨胀剂组成成分见表 1。 试验选用的聚乙 烯醇纤维 （PVA） 和聚丙烯仿钢纤维 （PPTF） ， 纤维主 要性能指标见表 2， 实物外观如图 1。 2配合比正交试验 为满足深厚表土层冻结井壁的受力特点和施工 工艺要求， 冻结井壁混凝土应具有早强特性， 现以冻 结井壁常用的 C60 高强混凝土为基础， 通过添加聚 乙烯醇纤维、 仿钢纤维和 CSA 膨胀剂来配制纤维混 杂与微膨胀冻结井壁高性能混凝土。 选取水胶比 （A） 、 膨胀剂掺量 （B） 、 聚乙烯醇纤 维掺量 （C） 、 仿钢纤维掺量 （D） 作为正交试验的 4 个 影响因素， 水胶比设置为 0.28、 0.29、 0.30 3 个水平， 膨胀剂掺量取水泥质量的 8、 10、 12 3 个水平， 聚乙烯醇纤维体积率设置为 0.08、 0.12、 0.16 3 个水平， 仿钢纤维体积率设置为 0.2、 0.3、 0.4 3 个水平， 各因素具体水平见表 3。 其他材料用量参考 冻结井壁常用 C60 混凝土配合比[15-16]， 具体用量为水 泥 410 kg/m3， NF-F 为 130 kg/m3， 砂率为 36。 试验按照纤维混凝土试验标准 （CECS2009） 的规定进行， 采用长柱式电液伺服压力机， 抗压试验 加载速率为 0.3 MPa/s，劈裂抗拉试验加载速度为 0.06 MPa/s。 3正交试验结果与分析 采用极差分析法分析每种因素对试验指标的影 响规律， 确定各因素对不同指标的影响显著性水平， 并得到各主要影响因素，为综合平衡确定最优配合 参数 直径 /μm 抗拉强度 /MPa 断裂伸 长率/ 初始模量 /GPa 长度 /mm PPTF900～1 400≥42012～40550 PVA15～21≥1 8306～83518 LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3 2.631.984.861.2266.543.8618.91 水平 因素 AB/C/D/ 10.2880.080.2 20.29100.120.3 30.30120.160.4 图 1纤维实物外观图 Fig.1Physical appearance of fiber 表 1膨胀剂组成成分 （质量百分比） Table 1Composition of swelling agent 表 2纤维主要性能指标 Table 2Main perance inds of fiber 表 3试验因素水平表 Table 3Test factors-level table 70 ChaoXing Vol.51No.3 Mar. 2020 Safety in Coal Mines 第 51 卷第 3 期 2020 年 3 月 比奠定基础。正交试验结果见表 4。 3.1 极差分析 7、 28 d 抗压强度和 28 d 劈裂抗拉强度的极差 分析见表 5。通过 7 d 抗压强度极差分析可知， 根据 极差 R 大小比较能够确定影响 7 d 抗压强度的主次 顺序为 ABCD，即水胶比→膨胀剂掺量→聚乙烯醇 纤维掺量→仿钢纤维掺量，根据同一因素下 k 值大 小的比较， 得到 7 d 抗压强度优水平为 A2B1C2D2； 同 理可知影响 28 d 抗压强度的主次顺序为 BACD， 优 水平为 A1B1C2D2； 影响 28 d 劈裂抗拉强度的主次顺 序为 ADCB， 优水平为 A2B3C2D2。 绘制了因素指标趋势图， 7 d 和 28 d 抗压强度 因素指标趋势图如图 2 和图 3， 28 d 劈裂抗拉强度 因素指标趋势图图 4。 由图 2 可见， 7 d 抗压强度 k 值随水胶比、 仿钢 纤维掺量、聚乙烯醇纤维掺量 3 因素增大均呈先增 后减的趋势，而膨胀剂掺量随水平数增大使 7 d 抗 压强度 k 值呈线性减小趋势，且水胶比和膨胀剂掺 表 4正交试验结果表 Table 4Results of orthogonal test 表 5极差分析 Table 5Range analysis 试件 编号 AB/C/D/ 7 d 抗压强 度/MPa 28 d 抗压强 度/MPa 28 d 劈裂抗拉 强度/MPa C60-10.2880.080.260.42470.8643.197 C60-20.28100.120.360.56570.7413.690 C60-30.28120.160.457.85065.6363.528 C60-40.2980.120.462.62969.7483.724 C60-50.29100.160.260.98467.9483.341 C60-60.29120.080.360.68267.0623.720 C60-70.3080.160.360.21167.8143.273 C60-80.30100.080.460.24066.8283.333 C60-90.30120.120.259.74466.6393.248 指标ABCD优水平 主次顺序 7 d 抗压 强度极差 k159.61361.08860.44960.384 A2B1C2D2ABCD k261.43260.59660.97960.486 k360.06559.42559.68260.240 R1.8191.6631.2970.246 28 d 抗压 强度极差 k169.08069.47568.25168.484 A1B1C2D2BACD k268.25368.50669.04368.539 k367.09466.44667.13367.404 R1.9863.0291.9101.135 28 d 劈裂 抗拉强度 极差 k13.4723.3983.4173.262 A2B3C2D2ADCB k23.5953.4553.5543.561 k33.2853.4993.3813.528 R0.3100.1010.1730.299 图 27 d 抗压强度因素指标趋势图 Fig.27 d Trend chart of compressive strength factors 图 328 d 抗压强度因素指标趋势图 Fig.3Trend chart of factors of compressive strength on 28 days 图 428 d 劈裂抗拉强度因素指标趋势图 Fig.4Trend chart of factor index of 28 d splitting tensile strength 71 ChaoXing 第 51 卷第 3 期 2020 年 3 月 Safety in Coal Mines Vol.51No.3 Mar. 2020 表 7最佳配合比验证性试验结果 Table 7Verifiability test of optimal mix ratio 组号 7 d 抗压 强度/MPa 28 d 抗压 强度/MPa 28 d 劈裂抗拉 强度/MPa 第 1 组59.9871.413.75 第 2 组60.3270.633.52 第 3 组60.1570.863.69 平均值61.0570.973.65 量对 7 d 抗压强度 k 值影响显著，因此配置混凝土 时应注意水胶比和膨胀剂掺量。 由图 3 可见， 28 d 抗压强度 k 值随聚乙烯醇纤 维掺量、仿钢纤维掺量先增大后减小，说明 2 水平 纤维掺量水平较好。而水胶比、膨胀剂掺量随水平 数增大使 28 d 抗压强度 k 值呈线性减小趋势， 且二 者对 28 d 抗压强度 k 值降低影响显著，因此要找 到合适的膨胀剂掺量，否则将影响混凝土 28 d 抗 压强度。 由图 4 可知， 除 28 d 劈裂抗拉强度 k 值随膨胀 剂掺量近似直线增长外， 其余 3 个因素对 28 d 劈裂 抗拉强度 k 值影响均呈先增后减的趋势，且水胶 比、 仿钢纤维掺量 2 个因素对 28 d 劈裂抗拉强度 k 值影响波动最大， 膨胀剂掺量对 28 d 劈裂抗拉强度 k 值影响波动最小， 因此， 配置混凝土时需注意纤维 掺量对抗拉性能的影响。 3.2综合平衡确定最佳配合比 采用综合平衡法分别考察每个因素对各个指标 的影响，通过分析比较确定最优水平，得到最佳的 试验方案。因此， 依据表 5 确定的优水平， 制作综合 平衡表， 综合平衡表见表 6。 由表 6 可看出， A 因素对各指标影响次序为 28 d 劈裂抗拉强度→28 d 抗压强度→7 d 抗压强度， 说 明 A 因素对 28 d 劈裂抗拉强度和 28 d 抗压强度的 影响为主要因素，对 7 d 抗压强度的影响为次要因 素。对于 28 d 劈裂抗拉强度， A 因素取 A2水平为最 优；对 28 d 抗压强度来说， A 因素取 A1水平为最 优； 因此 A 可取 A1或 A2， 但取 A2时， 28 d 劈裂抗拉 强度比取 A1时增加 3.5，而 28 d 抗压强度减小 0.79， 且由 7 d 抗压强度指标看， 取 A2比取 A1时 7 d 抗压强度值大， 故 A 因素取 A2。同理， 可分析 B 取 B1， C 取 C2， D 取 D2。因此， 本次试验得到的最佳 配比组合为 A2B1C2D2，则纤维混杂与微膨胀高性能 冻结井壁混凝土的最佳配合比为水∶水泥∶NF-F∶膨 胀剂∶聚乙烯醇纤维∶仿钢纤维∶砂∶石子166.112∶410∶ 130∶32.8∶1.092∶5∶615.992∶1 095.096。 3.3验证性试验 为了研究最佳配合比的可靠性，分别进行了 3 组验证性试验， 最佳配合比验证性试验结果见表 7。 由表 7 可见， 3 组验证组试验混凝土 7 d 抗压 强度为 60 MPa 左右， 28 d 抗压强度稳定都在 70 MPa 以上， 28 d 劈裂抗拉强度都大于 3.52 MPa， 说 明最佳配合比混凝土强度可重复性和稳定性好， 能 够满足冻结井壁工程常用 C60 混凝土对抗压强度 与劈裂抗拉强度的要求。 4抗裂试验 4.1试验方案设计 抗裂试验采用前面的优选试验配合比，试验按 照 GB/T 500822009 普通混凝土长期性能和耐久 性能试验方法标准 和 CECS132009 纤维混凝土 试验方法标准 相关规定进行。采用平板约束试验， 试验及时测量裂缝的宽度和长度， 记录裂缝条数， 裂 缝宽度测量采用 DJCK-2 型裂缝测宽仪，其精度 0.01 mm。 试件裂缝的名义总面积 Acr按下式计算 Acr＝∑ωi， maxli（1 ） 表 6综合平衡表 Table 6Comprehensive balance sheet 因素k 值优选 A k 值k1k2k3kmin/kmax A2 7 d 抗压强度59.61361.43260.0650.970 28 d 抗压强度69.0868.25367.0940.971 28 d 劈裂抗拉强度3.4723.5953.2850.914 B k 值k1k2k3kmin/kmax B1 7 d 抗压强度61.08860.59659.4250.973 28 d 抗压强度69.47568.50666.4460.954 28 d 劈裂抗拉强度3.3983.4553.4990.971 C k 值k1k2k3kmin/kmax C2 7 d 抗压强度60.44960.97959.6820.979 28 d 抗压强度68.25169.04367.1330.971 28 d 劈裂抗拉强度3.4173.5543.3810.951 D k 值k1k2k3kmin/kmax D2 7 d 抗压强度60.38460.48660.2400.996 28 d 抗压强度68.48468.53967.4040.983 28 d 劈裂抗拉强度3.2623.5613.5280.916 最优组合A2B1C2D2 72 ChaoXing Vol.51No.3 Mar. 2020 Safety in Coal Mines 第 51 卷第 3 期 2020 年 3 月 表 9混凝土抗裂试验结果对比 Table 9Comparison of crack resistance test results of concrete 试件 编号 最大缝 宽/mm 最大缝 长/mm 平均缝 宽/mm 裂缝 总条数 裂缝总 长度/mm Acr/mm2ηcr/ A00.802950.34241 383563.360 P20.601040.2614780218.7850.51 F20.602100.3610678264.6053.03 XP10.502640.46171 198355.9236.82 XP20.361620.35141 130236.5058.02 XP30.30820.26421257.1689.85 PF220.08380.081302.4099.46 PF22XP1000000100 编号B/C/D/ A0--- XP18-- XP210-- XP312-- P2-0.12- F2--0.4 PF22-0.120.4 PF22XP180.120.4 式中 ωi， max为第 i 条裂缝最大宽度， mm； li为第 i 条裂缝长度， mm。 裂缝降低系数 ηcr按下式计算 ηcr Amcr－Afcr Amcr （2） 式中 ηcr为裂缝降低系数； Amcr为基准组裂缝名 义总面积； Afcr为纤维、混杂纤维组或膨胀混凝土组 裂缝名义总面积。 为了研究纤维混杂与微膨胀冻结井壁高性能混 凝土的抵抗干缩开裂能力， 进行了 8 组对比试验， 其 中基准组为 A0， 单掺膨胀剂组为 XP1、 XP2、 XP3， 其膨 胀剂掺量分别为 32.8、 41、 49.2 kg/m3。单掺 PVA 纤 维为 P2组， 单掺 PPTF 纤维为 F2组， 纤维混杂为 PF22 组， 纤维混杂与膨胀剂复合为 PF22XP1组， 其他材料 用量参考冻结井壁 C60 混凝土配合比水泥为 410 kg/m3， NF-F 为 130 kg/m3， 砂率为 36。抗裂试验组 纤维与膨胀剂掺量见表 8。 4.2试验结果及分析 为定量分析纤维混杂与膨胀剂复合混凝土抗裂 特性， 依据式 （1） 、 式 （2 ） 计算得到了各组混凝土的 裂缝名义总面积 Acr和裂缝降低系数 ηcr。混凝土抗 裂试验结果对比见表 9，试验基准组和纤维混杂与 膨胀剂复合组的抗裂试验照片如图 5。 由表 9 可知，加入膨胀剂的各组裂缝条数、 宽 度、 长度、 面积较基准组明显减少， 膨胀剂掺量越多 效应越明显，这从裂缝降低系数大小可以明显看 出，说明膨胀剂能够较好地减少混凝土干缩裂缝产 生； 加入纤维的各组裂缝条数、 宽度、 长度、 面积较 基准组也明显减少，单掺 PVA 纤维混凝土和 PPTF 纤维混凝土最大裂缝宽度相同，名义开裂面积和裂 缝降低系数接近，说明单掺 2 种纤维能够达到相同 的阻裂效果； 纤维混杂组呈现明显的抗裂优势， 24 h 仅出现 1 条 短且窄 的裂 缝，裂 缝降 低 系 数 为 99.46。而纤维混杂与膨胀剂复合能够完全避免干 缩裂缝产生， 裂缝降低系数为 100， 从而通过试验 研究得到了冻结井壁防裂抗裂的有效途径。 由图 5 可见， 试验基准组存在明显裂纹， 而纤 维混杂与膨胀剂复合组没有出现裂纹，说明研制的 冻结井壁纤维混杂与微膨胀高性能混凝土具有优 良的抗裂性能。分析其复合阻裂机理认为 膨胀剂 的微膨胀效应避免了微观上细且窄裂缝的出现和 发展， 而纤维混杂抑制了宏观上大且宽裂缝的出现 和发展，二者协同作用达到完全无裂纹出现的优异 效果。 5结论 1） 通过正交试验获得了水胶比、 膨胀剂掺量、 聚 乙烯醇纤维掺量和聚丙烯仿钢纤维掺量对抗压强度 和劈裂抗拉强度的影响次序及显著性水平。对于 7 d 抗压强度， 膨胀剂掺量和水胶比对其影响显著； 对 于 28 d 抗压强度， 膨胀剂掺量对其影响显著， 水胶 比对其有明显影响； 对于 28 d 劈裂抗拉强度， 水胶 表 8抗裂试验组纤维与膨胀剂掺量 Table 8Contents of fiber and swelling agent in anti- cracking test group 图 5抗裂试验对比图 Fig.5Comparison diagram of crack resistance test 73 ChaoXing 第 51 卷第 3 期 2020 年 3 月 Safety in Coal Mines Vol.51No.3 Mar. 2020 比和聚丙烯仿钢纤维掺量对其影响最为显著。 2） 综合平衡确定纤维混杂与微膨胀冻结井壁高 性能混凝土的最佳配合比为水∶水泥∶NF-F∶膨胀剂∶ 聚乙烯醇纤维∶聚丙烯仿钢纤维∶砂∶玄武岩石子 166.112∶410∶130∶32.8∶1.092∶5∶615.992∶1 095.096。 3 ） 抗裂试验表明， 纤维混杂与膨胀剂复合能够 完全避免干缩裂缝产生， 裂缝降低系数为 100， 从 而说明研制纤维混杂与微膨胀冻结井壁高性能混凝 土具有优良的抗裂性能，是深厚表土层冻结井壁的 理想防裂抗裂材料。 4） 膨胀剂的微膨胀效应避免了微观上细微裂缝 的出现和发展，而纤维混杂提高了混凝土抗拉强 度，抑制了宏观裂缝的出现和扩展，二者协同作用 达到完全无裂纹出现的优异效果。 参考文献 ［1］ 刘志强.矿井建设技术发展概况及展望 ［J］ .煤炭工程， 2018， 50 （6） 44-46. ［2］ 臧培刚， 王伟， 马宏强， 等.超深厚冲击层冻结井筒施 工关键技术研究 ［J］ .煤炭科学技术， 2017， 45 （8） 90. ［3］ 管学茂， 刘松辉， 张海波， 等.深厚冲积层冻结法凿井 高性能混凝土综述 ［J］ .煤炭工程， 2017， 49 （1） 27. ［4］ 张涛， 杨维好， 陈国华， 等.大体积高性能混凝土冻结 井壁水化热温度场实测与分析 ［J］ .采矿与安全工程 学报， 2016， 33 （2） 290-296. ［5］ 李康， 刘娟红， 卞立波.复合胶凝材料井壁高强混凝土 的性能与水化机理 ［J］ .煤炭学报， 2015， 40 （S2） 353. ［6］ 奚家米， 屈永龙， 杨更社， 等.西部白垩系冻结立井外 壁受力与温度实测研究 ［J］ .煤矿安全， 2014， 45 （8） 68-71. ［7］ 许影， 汪仁和.混凝土井壁水化热对白垩侏罗系地层 冻结壁的影响 ［J］ .煤炭工程， 2011 （12） 102-105. ［8］ 何朋立， 王在泉.考虑温度效应的井壁竖向附加力反 演分析 ［J］ .岩土力学， 2013， 34 （2） 3425-3430. ［9］ 刘金龙， 陈陆望， 王吉利.立井井壁温度应力特征分析 ［J］ .岩土力学， 2011， 32 （8） 2386-2390. ［10］ 薛维培， 朱强， 姚直书， 等.高渗透孔隙水压对井壁混 凝土性能的影响 ［J］ .材料科学与工程学报， 2019， 37 （2） 262-265. ［11］ 薛维培， 姚直书， 孔干， 等.应力-渗流耦合作用下井 壁混凝土力学性能试验研究 ［J］ .硅酸盐通报， 2018， 37 （3） 985-989. ［12］ 姚直书， 薛维培， 陈廷学.深厚冲积层钻井井壁渗漏 水机理和注浆技术探讨 ［J］ 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And through the of field test, the paper analyzes the grouting construction sequence, grouting pipe fixation, hole sealing technology and grouting pressure. The industrial test shows that the joints and fissures in the shallow part of the surrounding rock are channeled through the structural fissures and the fissure aquifer of the roof of the roadway, which is the cause of the water pouring on the roof of the roadway. The cumulative grouting construction process of “first two walls and then roof, two walls from bottom to top, roof from both sides to the middle”was proposed, and the grouting pressure of the roadway roof was determined to be 2 MPa to 4 MPa, and the grouting pressure of the roadway top was 4 MPa to 6 MPa. Key words tectonic fracture zone; main roadway; roof dripping; grouting and blocking； grouting pressure; mine water disaster 矿井水害是煤矿生产五大灾害之一[1-2]。由于矿 井透水[3]、 突水[4-6]和涌水往往都具有水量大、 来势 猛、水压大及突然性强的特点，受到煤矿生产管理 者的高度重视，而矿井淋水由于其水量小、基本无 水压，遭到各级生产管理者的忽视。然而井巷长时 间淋水，会使围岩长时间浸泡在水中，降低围岩强 度，特别是巷道围岩中含有泥岩时，遇水会发生膨 胀， 导致巷道围岩变形增大， 承载能力降低； 且淋水 会使巷道支护体发生侵蚀，长时间侵蚀导致支护体 发生破断，进而导致巷道围岩失稳，影响矿井安全 生产。注浆加固技术是破碎围岩巷道支护的重要技 术手段，许多学者结合特定的地质条件对围岩注浆 加固的技术工艺参数进行了研究，并对加固效果进 行了分析[7-10]。 但是， 对于注浆封堵围岩裂