一种确定注浆材料对粗颗粒的最大容纳极限的实验方法与流程

1.本技术涉及采矿工程技术领域，尤其涉及一种确定注浆材料对粗颗粒的最大容纳极限的实验方法。


背景技术：

2.煤炭始终是重要的燃料和原料来源，随着社会的不断进步与发展，对煤炭的需求量也在不断增加，此情况虽然进一步促进了我国煤炭开采行业的发展，但是也为采煤沉陷区域预留了诸多的安全隐患。因此，需要采取必要的处理措施才能保证煤矿开采的安全性。在现有技术中，注浆技术通常是将注浆材料通过钻孔方式充填至地下采空的空间中，从而可以有效防止地面沉降。但是，在配制注浆浆液之前，不可避免地需要对注浆原材料进行粉碎，粉碎过程一般需要采用二级破碎后，再使用球磨机进行粉碎，而球磨机的价格昂贵，且在球磨注浆原材料的过程中会对球磨机造成严重损耗，造成注浆成本提高。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明提供了一种确定注浆材料对粗颗粒的最大容纳极限的实验方法，从而可以在保证浆体可泵且在注浆时不堵管的条件下，得到浆体对粗颗粒的最大容纳极限。
4.本发明的技术方案具体是这样实现的：
5.一种确定注浆材料对粗颗粒的最大容纳极限的实验方法，该方法包括：
6.步骤a，将注浆原材料破碎为注浆材料样品，并获取预设质量的注浆材料样品；
7.步骤b，按照预设的粒径范围将所取注浆材料样品分为多种类别的注浆材料，并将粒径范围最小的一类注浆材料作为细颗粒类注浆材料，将剩余类别的注浆材料均作为粗颗粒类注浆材料；
8.步骤c，称量得到每类注浆材料的质量，并将每类注浆材料的质量与所取注浆材料样品的总质量的比值作为该类注浆材料的初始占比；
9.步骤d，根据待配制浆液的总质量和设定的水灰比，确定待配制浆液中的浆料材料的总质量和水的质量；
10.步骤e，根据细颗粒类注浆材料的初始占比，确定用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量百分比；
11.步骤f，根据用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量百分比确定用于浆料材料中的粗颗粒类注浆材料的总质量百分比；
12.步骤g，根据浆料材料的总质量和用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量百分比，确定用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量；
13.步骤h，根据浆料材料的总质量、用于浆料材料中的粗颗粒类注浆材料的总质量百分比以及粗颗粒类注浆材料中的各类注浆材料的初始占比，确定用于浆料材料中的粗颗粒类注浆材料中的各类注浆材料的质量；
14.步骤i，根据用于浆料材料中的各类注浆材料的质量，从注浆材料样品中分别取用对应质量的各类注浆材料，并将所取用的各类注浆材料与相应质量的水混合均匀，配制成一组浆液；
15.步骤j，对所配制的浆液进行浆体密度及浆体粘度测试，并根据浆体密度和浆体粘度判断该组浆液是否会出现堵管现象；如果是，执行步骤l；否则执行步骤k；
16.步骤k，将当前的用于浆料材料中的粗颗粒类注浆材料的总质量百分比作为当前的粗颗粒的容纳值；将当前的用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量百分比与预设的第一步长值相减，将结果作为用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量百分比；返回执行步骤f；
17.步骤l，根据当前的粗颗粒的容纳值，确定出当前水灰比情况下的粗颗粒类注浆材料的最大容纳极限；
18.步骤m，判断当前水灰比是否大于预设的水灰比阈值；如果是，执行步骤n；否则，结束整个流程；
19.步骤n，将当前水灰比与预设的第二步长值相减，将结果作为当前水灰比；返回执行步骤d。
20.较佳的，将注浆原材料经过三级破碎后得到相应的注浆材料样品。
21.较佳的，将注浆材料样品通过多个筛眼孔径不同的筛子，并根据筛眼孔径的大小，将注浆材料样品分成多个不同粒径范围的类别。
22.较佳的，对细颗粒类注浆材料的初始占比进行取整操作，将取整操作结果作为用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量百分比。
23.较佳的，用于浆料材料中的粗颗粒类注浆材料的总质量百分比＝1－用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量百分比。
24.较佳的，将浆料材料的总质量与用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量百分比的乘积，作为用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量。
25.较佳的，所述步骤h进一步包括以下步骤：
26.步骤h1，根据粗颗粒类注浆材料中的各类注浆材料的初始占比，计算出粗颗粒类注浆材料的初始总占比；
27.步骤h2，根据浆料材料的总质量、用于浆料材料中的粗颗粒类注浆材料的总质量百分比、粗颗粒类注浆材料的初始总占比以及粗颗粒类注浆材料中的各类注浆材料的初始占比，计算得到用于浆料材料中的粗颗粒类注浆材料中的各类注浆材料的质量。
28.较佳的，所述第一步长值是10％。
29.较佳的，所述水灰比阈值是1.4:1。
30.较佳的，所述第二步长值是0.3:1。
31.如上可见，在本发明中的确定注浆材料对粗颗粒的最大容纳极限的实验方法中，通过合理设置注浆材料的级配，从而可以在保证浆体可泵且在注浆时不堵管的条件下，得到浆体对粗颗粒的最大容纳极限，进而可以减少对注浆原材料球磨的时间，减少对球磨机的损耗，延长球磨机的使用寿命，降低注浆成本。
附图说明
32.图1为本发明实施例中的确定注浆材料对粗颗粒的最大容纳极限的实验方法的流程图。
具体实施方式
33.为使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
34.本发明提供了一种确定注浆材料对粗颗粒的最大容纳极限的实验方法，通过合理设置浆体级配，并通过测试浆体粘度和浆体密度，确定出浆体对粗颗粒的最大容纳极限。在浆体可泵可注的条件下，浆体材料中粗颗粒的占比越大，则在注浆前所需的对注浆原材料的球磨时间也会相应越短，从而可以减少球磨机的使用时间，延长球磨机的使用寿命，节约注浆成本。
35.图1为本发明实施例中的确定注浆材料对粗颗粒的最大容纳极限的实验方法的流程图。
36.如图1所示，本发明实施例中的确定注浆材料对粗颗粒的最大容纳极限的实验方法包括如下所述步骤：
37.步骤101，将注浆原材料破碎为注浆材料样品，并获取预设质量的注浆材料样品。
38.在本发明的技术方案中，可以先准备相应质量的注浆原材料，然后对该注浆原材料进行破碎操作，将其破碎成注浆材料样品。在完成上述破碎操作之后，可以采集破碎后形成的注浆材料样品，以获取预设质量的注浆材料样品。
39.另外，在本发明的技术方案中，可以根据实际应用场景的需要，使用不同的破碎方式对注浆原材料进行破碎，以得到相应的注浆材料样品。
40.例如，作为示例，在本发明的一个较佳的实施例中，可以将注浆原材料经过三级破碎后得到相应的注浆材料样品。
41.在注浆技术中，通常是将注浆原材料进行二级破碎后，再使用球磨机进行粉碎。为了尽量减少球磨机的使用时间，并满足浆体可泵可注的需要，注浆材料样品应该在尽量减少球磨时间的情况下获取。而如果只进行二级破碎，不进行球磨，得到的注浆材料样品的粒径依然很大，不能满足浆液可泵可注的要求。而如果进行二级破碎后，再进行较短时间的球磨来获取注浆材料样品，由于随着球磨时间的变化，注浆材料样品的粒径也随之变小，因此难以确定注浆材料样品的粒径能够满足可泵可注时的最短球磨时间，球磨时间不好控制。所以，在进行实验时，可以使用第三级的破碎工序代替球磨工序来获取注浆材料样品，由于经三级破碎后的注浆材料样品中既存在小粒径的细颗粒，也存在大粒径的粗颗粒，从而可以通过合理设置粗颗粒占比，使得经三级破碎得到的注浆材料样品既可以达到可泵可注的要求，还可以省去球磨工序。
42.较佳的，作为示例，三级破碎可以包括：鄂式破碎、反击破碎和冲击破碎。
43.较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述注浆原材料可以是矸石。
44.矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，因此，将矸石作为注浆原材料，经过处理后配制成浆液并注入到地下采空区，从而不仅可以有效防止地面沉降，同时还可以达到固废规模化处理的目的。
45.步骤102，按照预设的粒径范围将所取注浆材料样品分为多种类别的注浆材料，并将粒径范围最小的一类注浆材料作为细颗粒类注浆材料，将剩余类别的注浆材料均作为粗颗粒类注浆材料。
46.在本技术的技术方案中，在将注浆原材料破碎为注浆材料样品之后，注浆材料样品中通常会存在多种粒径的注浆材料。因此，在获取预设质量的注浆材料样品之后，还需要将所获取的注浆材料样品中的各种粒径的注浆材料根据预设的粒径范围进行分类，分为多种类别的注浆材料。
47.在上述各种粒径的注浆材料中，粒径最小的一类注浆材料在实际的注浆工程中一般比较重要，因此可以将粒径范围最小的一类注浆材料称为细颗粒类注浆材料，而将除细颗粒类注浆材料之外的其他类别的注浆材料均称为粗颗粒类注浆材料。
48.此外，在实际注浆工程中，根据材料的级配连续性，在破碎或球磨的过程中，随着破碎或球磨时间的增长，所有注浆材料的粒径也将随之发生变化。且由于设备型号、材料用量等因素的影响，破碎和球磨过程中注浆材料粒径变化的规律也是复杂多样的。因此，在本发明的技术方案中，还可以进一步将粗颗粒类注浆材料再分成多个粒径范围的类别，从而可以利用多类粒径范围的注浆材料配制浆液，可以减小实验中所配浆液的级配与实际注浆工程中配制的浆液级配之间的误差。
49.在本发明的技术方案中，可以有多种实现方法将所取注浆材料样品分为多种类别的注浆材料。
50.例如，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，可以将粒径≤0.15mm的注浆材料作为细颗粒类注浆材料，将粒径＞0.15mm的注浆材料作为粗颗粒类注浆材料，将＞0.15mm的注浆材料再进一步分成多个粒径范围的类别。例如，可以得到所述预设的粒径范围可以是：r≤0.15mm、0.15＜r≤0.3mm、0.3＜r≤0.6mm、0.6＜r≤1.18mm、1.18＜r≤2.36mm和r＞2.36mm，其中，r为注浆材料的粒径。
51.此外，作为示例，在本发明的一个较佳的实施例中，可以将注浆材料样品通过多个筛眼孔径不同的筛子，并根据筛眼孔径的大小，将注浆材料样品分成多个不同粒径范围的类别。
52.较佳的，作为示例，在本发明的一个具体实施例中，可以将注浆材料样品依次通过筛眼孔径分别为2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm和0.15mm的筛子，从而将所取注浆材料样品分为上述六类粒径范围的注浆材料。
53.因此，作为示例，在本发明的一个较佳的实施例中，可以按照上述的粒径范围，将所取注浆材料样品分为以下六类注浆材料：
54.细颗粒类注浆材料：r≤0.15mm；
55.第一粗颗粒类注浆材料：0.15＜r≤0.3mm；
56.第二粗颗粒类注浆材料：0.3＜r≤0.6mm；
57.第三粗颗粒类注浆材料：0.6＜r≤1.18mm；
58.第四粗颗粒类注浆材料：1.18＜r≤2.36mm；
59.第五粗颗粒类注浆材料：r＞2.36mm；
60.其中，r为注浆材料的粒径。
61.步骤103，称量得到每类注浆材料的质量，并将每类注浆材料的质量与所取注浆材
料样品的总质量的比值作为该类注浆材料的初始占比。
62.在本发明的技术方案中，对所取注浆材料样品中的各类注浆材料进行称量，从而得到各类注浆材料的质量。
63.例如，较佳的，在本发明的一个具体的实施例中，称量得到各类注浆材料的质量如下：
64.细颗粒类注浆材料：质量为7770g；
65.第一粗颗粒类注浆材料：质量为730g；
66.第二粗颗粒类注浆材料：质量为1140g；
67.第三粗颗粒类注浆材料：质量为260g；
68.第四粗颗粒类注浆材料：质量为60g；
69.第五粗颗粒类注浆材料：质量为40g。
70.此外，较佳的，在本发明的一个具体的实施例中，所取注浆材料样品的总质量可以是10kg。
71.因此，作为示例，在本发明的一个较佳的具体实施例中，将每类注浆材料的质量与所取注浆材料样品的总质量的比值作为该类注浆材料的初始占比，各类注浆材料的初始占比可以如下所示：
72.细颗粒类注浆材料的初始占比为：7770g/10kg＝77.7％；
73.第一粗颗粒类注浆材料的初始占比为：730g/10kg＝7.3％；
74.第二粗颗粒类注浆材料的初始占比为：1140/10kg＝11.4％；
75.第三粗颗粒类注浆材料的初始占比为：260g/10kg＝2.6％；
76.第四粗颗粒类注浆材料的初始占比为：60g/10kg＝0.6％；
77.第五粗颗粒类注浆材料的初始占比为：40g/10kg＝0.4％。
78.步骤104，根据待配制浆液的总质量和设定的水灰比，确定待配制浆液中的浆料材料的总质量和水的质量。
79.在本技术的技术方案的后续步骤中，需要使用浆料材料配置相应的浆液进行后续的试验。而在配置相应的浆液时，通常是将相应质量的浆料材料和相应质量的水进行混合，搅拌均匀后得到所需的浆液。因此，可以将配置浆液时所使用的水和浆料材料的质量比称为水灰比。
80.因此，在本步骤中，在获知待配制浆液的总质量以及相应的水灰比之后，即可确定待配制浆液中的浆料材料的总质量和水的质量。
81.例如，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，假设待配制浆液的总质量为1080g，而待配制浆液的水灰比被设定为1.7:1，则根据该水灰比1.7:1可以确定出浆料材料在待配制浆液的总质量中的占比为1/(1.7 1)；利用待配制浆液的总质量1080g与浆料材料的占比1/(1.7 1)的乘积计算出浆料材料的总质量为1080g
×
1/(1.7 1)＝400g；再根据所设定的水灰比1.7:1计算出配制浆液所需的水的质量为400g
×
1.7＝680g。
82.步骤105，根据细颗粒类注浆材料的初始占比，确定用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量百分比。
83.在本发明的技术方案中，可以通过多种具体实现方式来实现上述的步骤105。以下将以其中的一种具体实现方式为例，对本技术的技术方案进行详细地介绍。
84.例如，作为示例，在本发明的一个较佳的实施例中，可以对细颗粒类注浆材料的初始占比进行取整操作(例如，可以是向上取整操作或者是向下取整操作，也可以是其他的取整操作)，将取整操作结果作为用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量百分比。
85.举例来说，在本发明的一个较佳的实施例中，假设细颗粒类注浆材料的初始占比为77.7％，对77.7％进行取整操作后可以得到80％，即可确定出用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量百分比为80％。
86.根据细颗粒类注浆材料的初始占比，通过取整等方式确定出用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量百分比，从而既可以使细颗粒类注浆材料的质量百分比尽量贴近所取注浆材料样品的级配组成，又可以使实验数据更容易计算。
87.步骤106，根据用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量百分比确定用于浆料材料中的粗颗粒类注浆材料的总质量百分比。
88.在本技术的技术方案中，在获得用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量百分比之后，即可根据细颗粒类注浆材料的质量百分比，计算得到用于浆料材料中的粗颗粒类注浆材料的总质量百分比。
89.例如，作为示例，在本发明的一个较佳的实施例中，用于浆料材料中的粗颗粒类注浆材料的总质量百分比＝1－用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量百分比。
90.较佳的，作为示例，当用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量百分比为80％时，则用于浆料材料中的粗颗粒类注浆材料的总质量百分比＝1-80％＝20％。
91.步骤107，根据浆料材料的总质量和用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量百分比，确定用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量。
92.例如，作为示例，在本发明的一个较佳的实施例中，可以将浆料材料的总质量与用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量百分比的乘积，作为用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量。
93.较佳的，作为示例，假设浆料材料的总质量为400g，用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量百分比为80％，则可以计算出用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量为400g
×
80％＝320g。
94.步骤108，根据浆料材料的总质量、用于浆料材料中的粗颗粒类注浆材料的总质量百分比以及粗颗粒类注浆材料中的各类注浆材料的初始占比，确定用于浆料材料中的粗颗粒类注浆材料中的各类注浆材料的质量。
95.在本发明的技术方案中，可以有多种实现方法来实现上述的步骤108，以下将以其中的一种实现方式为例对本发明的技术方案进行详细的介绍。
96.例如，作为示例，在本发明的一个较佳的实施例中，所述步骤108可以进一步包括以下步骤：
97.步骤81，根据粗颗粒类注浆材料中的各类注浆材料的初始占比，计算出粗颗粒类注浆材料的初始总占比。
98.例如，较佳的，在本发明的一个具体的实施例中，假设粗颗粒类注浆材料中的各类注浆材料的初始占比分别为：
99.第一粗颗粒类注浆材料的初始占比为：730g/10kg＝7.3％；
100.第二粗颗粒类注浆材料的初始占比为：1140/10kg＝11.4％；
101.第三粗颗粒类注浆材料的初始占比为：260g/10kg＝2.6％；
102.第四粗颗粒类注浆材料的初始占比为：60g/10kg＝0.6％；
103.第五粗颗粒类注浆材料的初始占比为：40g/10kg＝0.4％；
104.则可以计算出粗颗粒类注浆材料的初始总占比为：7.3％ 11.4％ 2.6％ 0.6％ 0.4％＝22.3％。
105.步骤82，根据浆料材料的总质量、用于浆料材料中的粗颗粒类注浆材料的总质量百分比、粗颗粒类注浆材料的初始总占比以及粗颗粒类注浆材料中的各类注浆材料的初始占比，计算得到用于浆料材料中的粗颗粒类注浆材料中的各类注浆材料的质量。
106.例如，作为示例，在本发明的一个较佳的实施例中，用于浆料材料中的粗颗粒类注浆材料中的各类注浆材料的质量可以是如下所示：
107.第一粗颗粒类注浆材料的质量为：400g
×
7.3％
×
(20％/22.3％)≈26.19g；
108.第二粗颗粒类注浆材料的质量为：400g
×
11.4％
×
(20％/22.3％)≈40.84g；
109.第三粗颗粒类注浆材料的质量为：400g
×
2.6％
×
(20％/22.3％)≈9.24g；
110.第四粗颗粒类注浆材料的质量为：400g
×
0.6％
×
(20％/22.3％)≈2.37g；
111.第五粗颗粒类注浆材料的质量为：400g
×
0.4％
×
(20％/22.3％)≈1.36g。
112.步骤109，根据用于浆料材料中的各类注浆材料的质量，从注浆材料样品中分别取用对应质量的各类注浆材料，并将所取用的各类注浆材料与相应质量的水混合均匀，配制成一组浆液。
113.在本技术的技术方案中，在获得用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量和用于浆料材料中的粗颗粒类注浆材料中的各类注浆材料的质量之后，即可根据用于浆料材料中的各类注浆材料的质量，从注浆材料样品中分别取用对应质量的各类注浆材料，并根据设定的水灰比与相应质量的水混合均匀，配制成一组浆液。
114.例如，作为示例，在本发明的一个较佳的实施例中，根据用于浆料材料中的各类注浆材料的质量，从注浆材料样品中分别取细颗粒类注浆材料的质量320g，第一粗颗粒类注浆材料的质量26.19g，第二粗颗粒类注浆材料的质量40.84g，第三粗颗粒类注浆材料的质量9.24g，第四粗颗粒类注浆材料的质量2.37g，第五粗颗粒类注浆材料的质量1.36g；并将所取的各类注浆材料，按照1.7:1的水灰比，与680g的水混合均匀，配制成一组浆液。
115.步骤110，对所配制的浆液进行浆体密度及浆体粘度测试，并根据浆体密度和浆体粘度判断该组浆液是否会出现堵管现象；如果是，执行步骤112；否则执行步骤111。
116.在本发明的技术方案中，可以使用粘度计对所配制的浆液进行浆体粘度测试，当浆液能够顺利地从粘度计中流出时，粘度计才能测出浆液的浆体粘度，而当浆液不能从粘度计中流出时，则会堵住粘度计，此时粘度计将不能测出浆液的浆体粘度。因此，可以通过粘度计是否能够测出浆液的浆体粘度来判断该浆液是否会发生堵管现象。
117.此外，在注浆技术的工程实施过程中，通常将浆体密度控制在1.3～1.35g/cm3。浆体密度可以通过密度计直接检测。
118.因此，可以通过密度计和粘度计对所配制的浆液进行浆体密度及浆体粘度测试。当浆体密度处于浆体密度的控制范围1.3～1.35g/cm3之间，且此时浆体粘度可以被具体测出时，则该浆液在注浆过程中不会发生堵管现象，该浆液可以满足可泵可注的条件，可以顺利注浆。当浆体密度不处于浆体密度的控制范围1.3～1.35g/cm3之间，和/或，浆液的浆体
粘度不能被粘度计测出时，则浆液会发生堵管现象，从而不能满足可泵可注的条件，此时的浆液不能顺利注浆。
119.例如，作为示例，在本发明的一个较佳的实施例中，假设一组实验配制的浆液的浆体密度为1.300g/cm3，处于浆体密度的控制范围1.3～1.35g/cm3中，该组实验配制的浆液的浆体粘度为16.48s，即浆液的浆体粘度可以被具体测出，因此，该组实验所配制的浆液不会发生堵管，能够满足可泵可注的条件。因此，在该组实验中的注浆材料的级配组成下，配制成的浆液可以实现顺利注浆。
……
以此类推，每做一组实验，就测试该组实验中的浆体密度和浆体粘度，并根据浆体密度和浆体粘度判断该组实验所配制的浆液是否会发生堵管现象。
120.步骤111，将当前的用于浆料材料中的粗颗粒类注浆材料的总质量百分比作为当前的粗颗粒的容纳值；将当前的用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量百分比与预设的第一步长值相减，将结果作为用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量百分比；返回执行步骤106。
121.在本技术的技术方案中，如果当前的一组浆液并未出现堵管现象，则可以记录配置该组浆液时用于浆料材料中的粗颗粒类注浆材料的总质量百分比，将当前的用于浆料材料中的粗颗粒类注浆材料的总质量百分比作为当前的粗颗粒总质量百分比，从而便于在后续步骤中进行相应的计算。
122.另外，还将当前的用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量百分比与预设的第一步长值相减，可以得到更新后的细颗粒类注浆材料的质量百分比，将更新后的结果作为当前的用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量百分比；返回步骤106，进入下一组浆液的配制过程。
123.另外，在本技术的技术方案中，可以根据实际应用场景的需要，预先设置上述第一步长值的取值。
124.例如，作为示例，在本发明的一个较佳的实施例中，所述第一步长值可以是10％，也可以是其他合适的取值，在此不再一一列举。
125.举例来说，在本发明的一个具体实施例中，当前的用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量百分比为80％，由于在细颗粒类注浆材料的质量百分比为80％时配制的浆液未发生堵管现象，因此，将此时的粗颗粒类注浆材料的总质量百分比20％作为当前的粗颗粒的容纳值；将细颗粒类注浆材料的质量百分比80％与第一步长值10％相减，得到更新后的用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量百分比为80％-10％＝70％，则将70％作为用于浆料材料中的细颗粒类注浆材料的质量百分比，返回步骤106，进入下一组浆液的配制过程。
……
以此类推，配制多组浆液后得到各组浆液中用于浆料材料中的各类注浆材料的质量及其对应的浆体密度和粘度的数据如以下表1所示。
[0126][0127]
表1
[0128]
步骤112，根据当前的粗颗粒的容纳值，确定出当前水灰比情况下的粗颗粒类注浆材料的最大容纳极限。
[0129]
在本发明的技术方案中，由于在实验过程中是依次降低细颗粒类注浆材料的质量百分比，而增大粗颗粒类注浆材料的质量百分比的，当实验中的浆液会发生堵管现象而不能满足可泵可注的条件时，则当前的粗颗粒的容纳值就是当前水灰比情况下可以满足可泵可注条件时的粗颗粒类注浆材料的最大容纳极限。
[0130]
例如，作为示例，在本发明的一个较佳的实施例中，如表1所示，当表1中的第四组实验配制的浆液发生堵管现象时，由于在配制第三组浆液的过程中，执行步骤111时，将当前的用于浆料材料中的粗颗粒类注浆材料的总质量百分比40％作为了当前的粗颗粒的容纳值，而由于第三组实验中配制的浆液并未发生堵管现象，因此，返回了步骤106，进入了第四组浆液配制过程。而在第四组浆液配制过程中，在执行步骤110时，判断浆液发生了堵管现象，故直接执行了步骤112，此时当前的粗颗粒的容纳值依然为40％，从而可以确定出当前水灰比1.7:1的情况下的粗颗粒类注浆材料的最大容纳极限为40％。
[0131]
此外，如果在上述实验步骤的过程中，配制的第一组实验中的浆液就发生了堵管现象，则仍然无法确定出当前水灰比情况下的粗颗粒类注浆材料的最大容纳极限，说明注浆原材料的破碎工序或时间不够，则需要重新对注浆原材料进行破碎，重新实验。
[0132]
步骤113，判断当前水灰比是否大于预设的水灰比阈值；如果是，执行步骤114；否则，结束整个流程。
[0133]
在本技术的技术方案中，当配制的浆液会发生堵管后，就可通过步骤112得到当前水灰比情况下的粗颗粒类注浆材料的最大容纳极限。因此，可以判断当前水灰比是否大于预设的水灰比阈值。如果是，则说明还需改变水灰比后继续实验，因此执行后续的步骤114。而如果当前的水灰比小于或等于预设的水灰比阈值，则说明实验中配制的浆液不再能满足要求，因此，可以结束整个流程。
[0134]
另外，在本技术的技术方案中，可以根据实际应用场景的需要，预先设置上述水灰比阈值的取值。
[0135]
由于在采矿过程中通常需要将地下的矿井水泵到地上，所以在采掘工作完成后，还需要处理泵出的矿井水，所以可以使用矿井水配制浆液，注浆的同时也将矿井水注入到地下。因此，当需要处理矿井水时，可以采用较大的水灰比配制浆液，此时可以将水灰比阈值设置的高一些，从而可以尽量处理更多的矿井水。而如果不是为了处理矿井水时，则应该尽量将水灰比阈值设置的低一些，从而可以降低浆体的泌水率。
[0136]
例如，作为示例，在本发明的一个较佳的实施例中，所述水灰比阈值可以是1.4:1，
也可以是其他合适的取值，在此不再一一列举。
[0137]
例如，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，假设当前的水灰比是1.7:1，大于预设的水灰比阈值1.4:1，则继续执行步骤114。
[0138]
步骤114，将当前水灰比与预设的第二步长值相减，将结果作为当前水灰比；返回执行步骤104。
[0139]
在本发明的技术方案中，由于制浆用水减少，浆体中的细颗粒可以更好的包裹粗颗粒，减缓粗颗粒沉降，从而可以使浆液更容易维持在稳定状态，更利于实施注浆工程。因此，为了尽量提高注浆材料对粗颗粒的容纳极限，可以降低水灰比后再次实验，获取降低水灰比后的注浆材料对粗颗粒的最大容纳极限。
[0140]
在本发明的技术方案中，可以根据实际应用场景的需要，预先设置第二步长值的取值。
[0141]
例如，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述第二步长值可以是0.3:1，也可以是其他合适的取值，在此不再一一列举。
[0142]
较佳的，作为示例，在本发明的一个具体实施例中，当前的水灰比为1.7:1，将当前水灰比与预设的第二步长值0.3:1相减，得到结果1.4:1，将1.4:1作为当前水灰比，返回执行步骤104，改变水灰比后继续实验。
[0143]
例如，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，当水灰比1.4:1时，可以设置待配制浆液的总质量可以是1200g，执行上述步骤104至步骤112，从而可以得到在水灰比1.4:1的情况下的粗颗粒类注浆材料的最大容纳极限。
[0144]
此外，在本发明的一个较佳的具体实施例中，在水灰比1.4:1的情况下，可以得到如以下表2所示的实验数据：
[0145][0146]
表2
[0147]
根据表2所示，当表2中的第四组实验配制的浆液发生堵管现象时，由于在配制表2中第三组浆液的过程中，执行步骤111时，将当前的用于浆料材料中的粗颗粒类注浆材料的总质量百分比70％作为了当前的粗颗粒的容纳值，而由于第三组实验中配制的浆液并未发生堵管现象，因此，返回了步骤106，进入了第四组浆液配制过程。而在第四组浆液配制过程中，在执行步骤110时，判断浆液发生了堵管现象，故直接执行了步骤112，此时当前的粗颗粒的容纳值依然为70％，从而可以确定出当前水灰比1.4:1的情况下的粗颗粒类注浆材料的最大容纳极限为70％。
[0148]
根据本发明的实验方法，可以确定出不同水灰比情况下注浆材料对粗颗粒的最大容纳极限。因此，在实际施工工程中，可以通过在破碎过程中采样检测，判断此时的注浆材料是否可注。例如，可以在注浆原材料经过破碎后采样，检测破碎后的注浆材料中粗颗粒的
占比，只要此时粗颗粒的占比在该水灰比下的粗颗粒最大容纳极限以下，则说明此时的注浆材料按照该水灰比配制成浆液后可以满足可泵可注的要求，就可以停止破碎，进行制浆；而如果采样检测破碎后的注浆材料中粗颗粒的占比还在粗颗粒最大容纳极限以上，则需要再继续破碎一段时间再次采样检测，尽量减少破碎时间。
[0149]
因此，无需再将所有注浆原材料均进行规定的破碎和球磨等工序和时间，可以减少破碎工序，缩短破碎时间，减少对破碎设备的磨损。根据实际场景的不同，甚至可以无需进行球磨工序，即使需要球磨工序，也可以相应减少球磨时间，从而降低对球磨机的磨损，降低注浆成本。
[0150]
综上所述，在本发明的技术方案中，通过设计确定注浆材料对粗颗粒的最大容纳极限的实验方法，合理安排最小粒径注浆材料的不同占比，设计多组浆液配制实验，可以找出不同水灰比下注浆浆液对粗颗粒的最大容纳极限，从而只需灵活设置各类注浆材料的占比实现注浆，从而可以减少破碎和球磨时间，降低了注浆成本。进一步地，部分情况下还可以降低水灰比，减少浆体泌水率。
[0151]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。