?深部圍巖地質環境復雜，巖體軟弱破碎，在強采動作用下，極易發生失穩、冒頂等大變形災害。注漿加固是控制破碎煤巖體巷道穩定性的主要技術手段之一，能快速有效提高圍巖完整性、恢復巖體整體強度。目前，注漿理論相比注漿材料及設備的發展明顯滯后，亟需開展深部破碎煤巖體注漿控制機理及方法研究。

????為此，中國科學院武漢巖土力學研究所地下工程研究團隊自主研發了深部煤系地層水泥基注漿材料(HGC)，材料的主要組成礦物成分包括普通硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、粉煤灰以及減水劑等添加劑。通過開展宏觀破碎煤巖注漿加固體單軸壓縮、注漿節理巖體直剪試驗與微觀漿-煤界面納米壓痕與電鏡掃描試驗，研究揭示了煤巖體注漿加固微觀機理，發現了不同注漿材料漿-巖界面顯著差異。由此提出了漿-煤界面過渡區寬度和強度定量表征方法，并建立了相應的數值分析模型。結果表明：不同注漿材料注漿加固體強度特性存在較大差異，HGC漿液加固體峰值強度最大為17.65MPa，相比傳統OPC和SAC注漿材料分別增加了54.42%、35.25%。此外，HGC漿液顯著減小了ITZ寬度并提升了ITZ的平均壓痕模量。數值模擬結果表明，隨著煤粒徑的增加，試樣峰值強度和聲發射b值均呈現降低趨勢，試樣的破壞區域逐漸由ITZ演化到煤塊內部。因此，不同注漿材料在微觀上表現為漿-巖界面過渡區（ITZ）寬度和強度的不同，并通過膨脹粘結、充填壓密和界面膠結效應使得膠結體在宏觀上表現為加固體力學特征的差異。

????研究成果發表于土木工程領域TOP期刊《Construction and Building Materials》和《巖石力學與工程學報》，得到了國家自然科學基金區域聯合重點基金(U22A20234)和湖北省重點研發計劃項目(2023BCB121)資助

????論文1：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061824004690

????論文2：http://rockmech.whrsm.ac.cn/CN/abstract/abstract43211.shtml

圖1 破碎煤巖注漿加固體單軸壓縮強度

圖2. 不同漿-煤界面SEM試驗結果

圖3. ITZ性質確定方法及演化規律

圖4. 注漿加固機理示意圖