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随着煤炭开采深度的增加,井下松软岩体的力学特性尤为复杂,通过注浆加固技术可以有效的改善松软岩体的力学性能。传统的聚氨酯化学浆材有良好的加固性能,但是传统的聚氨酯注浆材料作为锚固材料时锚固力低、固化时放热量大、注浆时间不可控制等缺点不利于煤矿生产的安全。本文研究一种新型水泥聚氨酯复合注浆材料,通过对水泥聚氨酯复合注浆材料的配比试验研究其物理力学性能测试,使其在最佳配比条件下成为一种具有高强锚固力、放热低、注浆时间可控制的注浆材料,能够广泛应用于煤矿锚注支护技术中。(1)基于聚氨酯注浆材料与水泥材料复合技术原理,利用正交试验与试验结果分析确定了水泥聚氨酯复合注浆材料的优选配比组成为:水灰比为0.6:1、泥聚比为2:3、稀释剂掺量5%,最佳配比条件下测得材料的极限抗拉拔力为77.96kN、抗压强度为57.185MPa、凝胶时间为435s、最高固化温度为80℃。(2)通过相似材料模拟确定与南阳坡矿区5#煤层顶板的力学参数相同的材料,制作岩石基体并测试了水泥浆材、水泥聚氨酯和纯聚氨酯三种材料在岩石中的锚固性能,分析了三种材料在岩石中作为全长锚固黏结材料时的破坏形式。(3)通过使用FLAC3D建立了包含锚固围岩、水泥聚氨酯复合注浆材料、水泥浆材与锚杆在内的锚固性能分析的数值模型,通过锚杆与两种黏结材料之间、黏结材料与围岩体之间设置接触面单元,研究了锚固界面的相互作用,对比了两种材料作为黏结材料时的轴向应力,得出了两种材料在外荷载作用下对围岩变形以及锚杆轴向应力的影响规律,分析了两种材料作为黏结材料时界面剪应力分布规律。(4)通过对比表明,水泥聚氨酯复合注浆材料作为煤矿锚注支护的注浆材料,具有高强锚固力、放热低、注浆时间可控制等优势,一定程度上可代替传统的纯聚氨酯浆材和水泥浆材,施工工艺简单,养护时间短,大大降低施工成本。该论文有图39幅,表23个,参考文献64篇