针对千米深井软岩大巷围岩大变形、裂隙闭合和渗透性差等问题，要求注浆材料可注性好、凝结速度快、早期强度高，粘结性能强。为此，设计采用“组分优化 + 超细化 + 纳米增强 + 有机改性”协同制备无机注浆材料新方法。研发出硫铝酸钙、石膏、石灰三元胶凝体系最佳组成比例为50:40:10的无机注浆材料。超细化后结石体4 h抗压强度提高163.0%，初步实现早强快凝；开发了具有纳米晶核诱导结晶和锂离子促溶协同作用的纳米锂铝类水滑石增强材料，使超细注浆材料2 h强度提高183.7%；合成了煤岩界面具有定向耦合效应的有机调节剂，通过与浆液和煤界面的键合作用形成桥梁，显著提高了浆液结石体与煤岩界面粘结。协同制备的无机有机复合注浆加固材料粒径小(D95＜10 μm)，凝结快(＜8 min)，早期强度高(2 h强度11.5 MPa)，粘结性能强(砂岩粘结强度3.12 MPa)。研究开发出了具有“高早强、高可注、高粘结”性能的深井软岩无机有机复合注浆加固材料。现场应用试验采用高压注浆方式，浆液可注入煤样大裂隙和微裂隙，连通孤立裂隙实现高压劈裂，松散煤体得到压实。煤壁表面裂隙漏浆和锚杆孔漏浆可以实现自封闭。微观观测表明高压注浆下浆液可以增加裂隙开度，注入更加微细的裂隙。最后，提出未来注浆材料的发展方向。

0 引 言
1 注浆材料研发设计
1.1 低渗透围岩裂隙发育及高压注浆
1.2 注浆材料研发设计
2 无机注浆材料设计优化及超细化
2.1 材料组成设计
2.2 材料组分优化
2.3 无机注浆材料超细化
3 纳米材料增强
3.1 不同纳米材料增强效果
3.2 纳米锂铝类水滑石增强机理
4 有机调节剂增强粘结
4.1 煤岩成分分析及有机调节剂制备
4.2 界面粘结增强
4.3 界面粘结增强机理
5 无机有机复合注浆加固材料性能
5.1 注浆材料性能
5.2 不同矿用注浆材料性能对比
6 工程应用示范
6.1 巷道布置及注浆孔设计
6.2 高压注浆工艺
6.3 浆液扩散观测
7 结论与展望

管学茂,李雪峰,张海波,杨政鹏,李海艳,狄红丰,张莉.深井软岩无机有机复合注浆加固材料研发与应用[J/OL].煤炭科学技术:1-15[2023-06-15].DOI:10.13199/j.cnki.cst.2023-0216.