(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
甲液と、乙液と、を含むグラウトスラリーであって、  前記甲液は、ポルトランドセメント４５〜６３ｗｔ％、飛灰２５〜４６ｗｔ％と、スラグ３〜７ｗｔ％と、リン酸二水素アルミニウム１．０〜２．０ｗｔ％と、ヘキサメタリン酸ナトリウム２．０〜３．０ｗｔ％と、を含み、水セメント比が０．７〜１．１であり、  前記乙液は、水ガラス１５〜２５ｗｔ％、飛灰５〜２８ｗｔ％および水を含み、  前記飛灰中の未燃カーボン量は１０〜１５ｗｔ％であり、粒径Ｄ５０は１５〜２３μｍである、ことを特徴とするグラウトスラリー。
【請求項２】
前記甲液と前記乙液との体積比は、１：１である、ことを特徴とする請求項１に記載のグラウトスラリー。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のグラウトスラリーを注入する、ことを特徴とする鉱柱用スラリー注入アンカーロッド。
【請求項４】
前記スラリー注入アンカーロッドは、ロッド体（３）と、スラリー排出穴（４）と、ドリル（６）と、トレイ（７）と、減摩ガスケット（８）と、ナット（９）とを含み、外ロッド体の先端には、前記スラリー排出穴（４）が設けられ、前記外ロッド体の内部には、内ロッド体がピンを介して連結され、前記ロッド体（３）の内部には、前記スラリー排出穴（４）が設けられており、前記スラリー注入アンカーロッドは、前記トレイ（７）、前記減摩ガスケット（８）、前記ナット（９）により、孔に固定されている、ことを特徴とする請求項３に記載の鉱柱用スラリー注入アンカーロッド。
【請求項５】
鉱柱用スラリー注入アンカーロッドによるスラリー注入方法であって、  鉱柱（１）に所定穿孔長さの１／４〜３／４箇所に孔を空け、孔を清掃するステップと、  ロッド体（３）のドリル（６）端を孔内に挿入し、ロッド体（３）の他端を穿孔機に取り付け、所定穿孔長さまで孔を空け、ロッド体（３）内にスラリー注入管（２）を挿入するステップと、  請求項１又は請求項２又は請求項３に記載の前記スラリー（５）をスラリー注入管（２）によってロッド体（３）内に注入しながらスラリー注入管（２）を徐々に引き出すことにより、孔口における液面が安定した時にスラリー注入を停止するステップと、  ロッド体（３）の露出部にトレイ（７）、減摩ガスケット（８）、ナット（９）を順に取り付けるステップと、  スラリー（５）が凝固した後に引張試験機を用いてロッド体（３）にプレロードを行うステップと、を含む、ことを特徴とする鉱柱用スラリー注入アンカーロッドによるスラリー注入方法。
【請求項６】
鉱柱に対し、請求項５に記載のスラリー注入方法によってアンカーロッド作業を行う、ことを特徴とする柱房式採炭法用の鉱柱補強方法。
【請求項７】
前記柱房式採炭法用の鉱柱補強方法は、鉱柱外にコンクリートを吹き付けることをさらに含み、  コンクリートの層厚が７〜１２ｃｍである、ことを特徴とする請求項６に記載の柱房式採炭法用の鉱柱補強方法。
【請求項８】
前記コンクリートは、発泡コンクリートであり、  発泡コンクリートの乾燥見かけ密度が１１００〜１５００ｋｇ／ｍ３である、ことを特徴とする請求項７に記載の柱房式採炭法用の鉱柱補強方法。
【請求項９】
前記コンクリートは、連続繊維を含有する、ことを特徴とする請求項７に記載の柱房式採炭法用の鉱柱補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は採鉱の技術分野に属し、具体的には、柱房式採炭法用の鉱柱補強方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉱資源は、再生不可資源であり、鉱資源の安全、高効率及び十分な採掘を実現することは、鉱業工学技術者及び管理者が追求している目標である。鉱岩が安定である前提では、柱房式採炭法は水平又は緩傾斜鉱体を採掘する最も効率的な採鉱方法であり、採掘過程で一般的に様々な型式の鉱柱を残す必要があり、採鉱作業面の前進に伴い採掘場の工事環境も絶えず変化し、採掘跡がますます大きくなり、採掘場の安定性問題がより顕著になり、鉱山の安全生産や深部鉱体の掘削計画に直接的な影響を及ぼす。鉱柱は採掘場の安定状態を決定する重要な構成要素であり、採掘跡に支持作用を果たし、採掘場の天盤及び母岩の安定性を維持し、安全生産を確保できるだけでなく、安定した鉱柱の鉱石採掘率の向上に極めて大きな潜在的作用がある。鉱柱が不安定になると天盤及び母岩の崩落が起こり、大規模な災害の発生を招くおそれがあり、例えば、採掘場内の作業設備を破壊して人員死傷を引き起こし、鉱体の採掘難度が大きくなり、採鉱損失貧鉱化率が増大し、空気が圧縮されて衝撃気流に形成し、作業者の安全等を脅かす等。そのため、鉱柱の全体性、安定性や自己強度を向上させ、採掘場天盤の安定性を維持し、安全な採掘を実現するために、鉱塊採掘過程で鉱柱を補強しなければならない。現在鉱柱補強のための主な方法はアンカーロッド補強、高含水固化材壁補強、グラウト補強、充填補強等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】中国特許出願公開第１０７５７２９９４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、  高い安定性、流動性及び結石率を有し、ゲル化時間が調整可能なグラウトスラリーを提供し、得られた結石体が高い圧壊強度及と耐久性及び優れた防水不浸透性を有することと、  アンカー固定力の大きい、鉱柱用前記グラウトスラリーを注入するためのアンカーロッドを提供することと、  鉱柱用スラリー注入アンカーロッドによるスラリー注入方法を提供することと、  アンカーロッドとグラウトスラリーの支保作用を有機結合させ、アンカーロッド支保及びグラウトスラリー補強の二重作用を有し、鉱柱の岩盤構造及び受力状態を効果的に改善し、応力集中を低減し、鉱柱の耐荷能力を向上させることができる柱房式採炭法用の鉱柱補強方法を提供すること、を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
甲液と、乙液と、を含むグラウトスラリーであって、  前記甲液は、ポルトランドセメント４５〜６３ｗｔ％、飛灰２５〜４６ｗｔ％と、スラグ３〜７ｗｔ％と、リン酸二水素アルミニウム１．０〜２．０ｗｔ％と、ヘキサメタリン酸ナトリウム２．０〜３．０ｗｔ％と、を含み、水セメント比が０．７〜１．１であり、  前記乙液は、水ガラス１５〜２５ｗｔ％、飛灰５〜２８ｗｔ％および水を含む。  
【０００６】
ポルトランドセメント、飛灰、スラグを含有するグラウトスラリーは長時間放置した後、その中の固体粒子が沈降現象を起こし施工に影響を及ぼすことが知られているので、グラウトスラリーに懸濁作用を果たすことができる物質を加えるべきであり、粒子沈降を低減し、スラリー離水率を減少させ、施工のニーズを満たす。本実施形態は、施工の要求を満たすために、グラウトスラリーに、リン酸二水素アルミニウムとヘキサメタリン酸ナトリウムとを加え、リン酸二水素アルミニウムとヘキサメタリン酸ナトリウムとは、スラリーに、甲液中のポルトランドセメント、飛灰、スラグを懸濁させ、粒子沈降やスラリー離水率を低下させ、スラリーの安定性を保証し、スラリーの粘度を低下させ、流動性を増加させることができる一方、ポルトランドセメントと反応してその表面に難溶性物質であるリン酸カルシウムを生成させ、ポルトランドセメントが水和して水酸化カルシウムを生成する速度を遅くすることができ、さらにポルトランドセメントと水ガラスとの反応を遅くし、凝結遅延の作用を奏することができ、また、水ガラスと反応して網状構造を有するアルミノケイ酸塩ポリマーを生成することもでき、この網状構造はスラリー中の各成分を効果的に粘着させ、スラリーの結石率及び結石体の圧壊強度を向上させることができる。  
【０００７】
本実施形態に開示されるグラウトスラリーは、良好な安定性、流動性及び結石率を有し、前記グラウトスラリーは、乙液中の飛灰と、甲液中のリン酸二水素アルミニウム及びヘキサメタリン酸ナトリウムの添加量を調整することによりスラリーのゲル化時間を調整することができ、スラリーのゲル化時間を数十秒から数十分で調整可能であり、二液が１：１の体積比で注入され、注入を容易にすることを実現し、前記グラウトスラリーは良好な保水能を有し、ゲル化固化した後に体積収縮現象がなく、スラリー注入対象媒体との強い結着力を有し、得られる結石体は高い圧壊強度及び耐久性を有し、かつ防水不浸透性に優れ、スラリー注入アンカーロッドの補強効果が大きく改善される。  
【０００８】
本発明の一つの実施形態において、飛灰中の未燃カーボン量は１０〜１５ｗｔ％であり、粒径Ｄ５０は１５〜２３μｍである。Ｄ５０とは、飛灰の小直径側からの積算値が５０％である粒径のことである。前記飛灰中の粗粉及び多孔質未燃カーボンの量は少なく、スラリーの流動性にほとんど影響を与えず、かつ、結石体の強度に有利である。  
【０００９】
本発明の一つの実施形態において、甲液と乙液との体積比は、１：１である。  
【００１０】
アンカー固定力の大きい鉱柱用スラリー注入アンカーロッドであって、前記グラウトスラリーを注入する。  
【００１１】
本発明の一つの実施形態において、前記スラリー注入アンカーロッドは、ロッド体と、スラリー排出穴と、ドリルと、トレイと、減摩ガスケットと、ナットとを含み、外ロッド体の先端には、前記スラリー排出穴が設けられ、前記外ロッド体の内部には、内ロッド体がピンを介して連結され、前記ロッド体の内部には、前記スラリー排出穴が設けられており、スラリー注入アンカーロッドは、トレイ、減摩ガスケット、ナットにより、孔に固定されている。前記ドリルの設計は、穿孔作業とアンカーロッド取付作業とを合わせて一つの作業にすることができ、アンカーロッドの取付時間を短縮し、アンカーロッドの取付効率を向上させるとともに、孔崩壊がひどくことによる廃孔の発生を回避して、孔形成率を向上させることができ、前記スラリー排出穴の設計は、スラリーをロッド体から流出させることができることで、鉱柱岩層の間に浸透し、セメント充填をし鉱柱岩層の孔隙を閉塞し、鉱柱岩層の物理力学的性質を改善し、鉱柱岩層の離層と摺動を抑制し、鉱柱岩層の完全性と自己安定性を向上させることができる一方、鉱柱とロッド体との間の隙間に充填して、鉱柱とロッド体との間の相対的な安定性を高め、スラリー注入アンカーロッドの支保効果を効果的に改善することができる。要するに、スラリー排出穴の設計は鉱柱の堅牢度及び自己耐荷能力をさらに向上させることができる。  
【００１２】
鉱柱用スラリー注入アンカーロッドによるスラリー注入方法であって、  鉱柱に所定穿孔長さの１／４〜３／４箇所に孔を空け、孔を清掃するステップと、  ロッド体のドリル端を孔内に挿入し、ロッド体の他端を穿孔機に取り付け、所定穿孔長さまで孔を空け、ロッド体内にスラリー注入管を挿入するステップと、  所定アンカー長さから必要のスラリー注入量を算出し、スラリー注入ポンプを作動させてスラリー注入管を通してスラリーをロッド体内に注入し、スラリー注入量は、スラリー注入ポンプ上の計量装置により制御され、スラリーを注入しながらスラリー注入管を徐々に引き出すことにより、スラリーでスラリー注入管の隙間を満たすとともに、スラリーをスラリー排出穴によりロッド体から流出させ、鉱柱岩層の間および鉱柱の内部とロッド体の間の隙間に充填し、孔口における液面が安定した時にスラリー注入を停止させ、スラリーは、スラリー排出穴によりロッド体から流出することにより、鉱柱岩層の間に浸透し、セメント充填をして鉱柱岩層の空隙を閉塞し、鉱柱岩層の物理力学的性質を改善し、鉱柱岩層の離層と摺動を抑制し、鉱柱岩層の完全性と自己安定性を向上させる一方、鉱柱とロッド体の間の隙間に充填して、鉱柱とロッド体の間の結合強度を強化し、スラリー注入アンカーロッドの支保効果を効果的に改善する。そして、ロッド体とスラリー排出穴孔とが互いに協働してロッド体内部の通流面積が増大し、スラリーの流通に対する抵抗が低く、スラリーの拡散に有利となり、高圧注入が可能となるステップと、  ロッド体の露出部にトレイ、減摩ガスケット、ナットを順に取り付けるステップと、  スラリーが凝固した後に引張試験機を用いてロッド体にプレロードを行うステップと、を含む。  
【００１３】
柱房式採炭法用の鉱柱補強方法であって、アンカーロッドとグラウトスラリーの支保作用を有機結合し、アンカーロッド支保とグラウトスラリー補強の二重作用を有し、鉱柱の岩盤構造を効果的に改善し、鉱柱の完全性を保証し、鉱柱の受力状態を改善し、応力集中を低減し、鉱柱の耐荷能力を向上させることができる。鉱柱に対し、前記鉱柱補強方法を採用してアンカーロッド作業を行う。  
【００１４】
本発明の一つの実施形態において、前記柱房式採炭法用の鉱柱補強方法は、鉱柱外にコンクリートを吹き付けることをさらに含む。好ましくは、コンクリートの層厚は７〜１２ｃｍである。  
【００１５】
本発明の一つの実施形態においては、コンクリートが発泡コンクリートであり、好ましくは、発泡コンクリートの乾燥見かけ密度が１１００〜１５００ｋｇ／ｍ３である。  
【００１６】
より好ましくは、コンクリートに連続繊維を含有させる。連続繊維は、コンクリートの曲げ強度と、コンクリートと鉱柱の結合力を更に向上させ、最終的に鉱柱に対する補強効果を強化する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のグラウトスラリーは、従来技術と比較して、良好な安定性と流動性及び結石率を有し、ゲル化時間が調整可能であり、二液が１：１の体積比で注入され、注入の取り扱いが容易であり、  
【００１８】
本発明のグラウトスラリーによる結石体は、高い圧壊強度及び耐久性を有し、かつ防水不浸透性に優れ、スラリー注入アンカーロッドのアンカー固定力を向上させ、スラリー注入アンカーロッドの補強効果を大きく改善することを実現し、  
【００１９】
本発明のスラリー注入アンカーロッドは、鉱柱岩層の完全性及び自己安定性を向上させ、鉱柱の堅牢度及び自己耐荷能力を向上させることができ、  
【００２０】
本発明は、アンカーロッドとグラウトスラリーの支保作用を有機結合させ、アンカーロッド支保及びグラウトスラリー補強の二重作用を有し、鉱柱の岩盤構造及び受力状態を効果的に改善し、応力集中を低減し、鉱柱の耐荷能力を向上させることができる。  
【００２１】
本発明は上記技術的解決手段を採用して柱房式採炭法用の鉱柱補強方法を提供し、従来技術の不足を補い、設計が合理的であり、操作しやすい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のスラリー注入アンカーロッドの概略図である。
【図２】本発明のスラリー注入過程の概略図である。
【図３】本発明の鉱柱補強の模式図である。
【図４】本発明の試験例１におけるグラウトスラリー結石体の強度である。
【図５】本発明の試験例１におけるグラウトスラリー結石体の乾燥収縮率である。
【図６】本発明の試験例１におけるグラウトスラリー結石体における塩素イオンの反応濃度である。
【図７】本発明の試験例１におけるグラウトスラリー結石体の侵食溶液での耐食係数である。
【図８】本発明の試験例２における発泡コンクリートの２８ｄ圧壊強度である。
【図９】本発明の試験例３における岩盤の完全性指数である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は、種々の変形及び変形が可能であり、その特定の実施例が以下に例示的に詳細に説明される。ただし、本発明を開示された特別な形態に限定する趣
旨ではなく、逆に、本発明は、特許請求の範囲によって定義される本発明の思想と一致するあらゆる修正、均等及び代替を含むものを含む。  
【００２４】
これらの実施例は、本発明をより具体的に説明するためのものであり、本発明の趣旨に基づいて、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではなく、これは当業者にとって自明なことである。  
【００２５】
本発明の一つの実施形態は、グラウトスラリーを提供し、甲液と、乙液と、を含み、  前記甲液は、ポルトランドセメント４５〜６３ｗｔ％、飛灰２５〜４６ｗｔ％と、スラグ３〜７ｗｔ％と、リン酸二水素アルミニウム１．０〜２．０ｗｔ％と、ヘキサメタリン酸ナトリウム２．０〜３．０ｗｔ％と、を含み、水セメント比が０．７〜１．１であり、  前記乙液は、水ガラス１５〜２５ｗｔ％、飛灰５〜２８ｗｔ％および水を含む。  
【００２６】
スラグ自体は潜在的な活性を有するガラス体構造物質であり、ガラス状のスラグは単独水和硬化能を有しておらず、スラグは潜在水硬性を有する産業廃棄物としてＣａＯを多く含み、純水では水和反応が遅く、さらには水和しないが、ＮａＯＨやＣａ（ＯＨ）２等の塩基性物質の励起作用によりその活性が励起され、水和反応を促進することができる。飛灰は、ポゾラン効果とマイクロ骨材効果を有し、それ自体も水和硬化能を備えず、単独で水とは作用しにくいが、体系中に等塩基性物質が存在すると、塩基性励起剤の作用下で、飛灰中のガラス状物質が徐々に解体され、ケイ酸イオン、アルミニウム酸イオンが溶解し、溶液中のイオンと共に水和反応し、ゲル性を有するアルミノケイ酸塩が生成され、スラリーが凝固した後の耐久性が向上する。  
【００２７】
ポルトランドセメント、飛灰、スラグを含有するグラウトスラリーは長時間放置した後、その中の固体粒子が沈降現象を起こし施工に影響を及ぼすことが知られているので、グラウトスラリーに懸濁作用を果たすことができる物質を加えるべきであり、粒子沈降を低減し、スラリー離水率を減少させ、施工のニーズを満たす。本実施形態は、施工の要求を満たすために、グラウトスラリーに、リン酸二水素アルミニウムとヘキサメタリン酸ナトリウムとを加え、リン酸二水素アルミニウムとヘキサメタリン酸ナトリウムとは、スラリーに、甲液中のポルトランドセメント、飛灰、スラグを懸濁させ、粒子沈降やスラリー離水率を低下させ、スラリーの安定性を保証し、スラリーの粘度を低下させ、流動性を増加させることができる一方、ポルトランドセメントと反応してその表面に難溶性物質であるリン酸カルシウムを生成させ、ポルトランドセメントが水和して水酸化カルシウムを生成する速度を遅くすることができ、さらにポルトランドセメントと水ガラスとの反応を遅くし、凝結遅延の作用を奏することができ、また、水ガラスと反応して網状構造を有するアルミノケイ酸塩ポリマーを生成することもでき、この網状構造はスラリー中の各成分を効果的に粘着させ、スラリーの結石率及び結石体の圧壊強度を向上させることができる。  
【００２８】
本実施形態に開示されるグラウトスラリーは、良好な安定性、流動性及び結石率を有し、前記グラウトスラリーは、乙液中の飛灰と、甲液中のリン酸二水素アルミニウム及びヘキサメタリン酸ナトリウムの添加量を調整することによりスラリーのゲル化時間を調整することができ、スラリーのゲル化時間を数十秒から数十分で調整可能であり、二液が１：１の体積比で注入され、注入を容易にすることを実現し、前記グラウトスラリーは良好な保水能を有し、ゲル化固化した後に体積収縮現象がなく、スラリー注入対象媒体との強い結着力を有し、得られる結石体は高い圧壊強度及び耐久性を有し、かつ防水不浸透性に優れ、スラリー注入アンカーロッドの補強効果が大きく改善される。また、甲液にはさらにスラグが含まれており、グラウトスラリー中の塩素イオンは主に化合物形態で存在しており、遊離状態量が低く、塩素イオン侵食破壊確率が小さく、硫酸塩環境では早期に結石体表面に保護層が形成されており、硫酸イオンの進入に抗して、後期にスラグやケイ化物が水和して活性カルシウムイオンを吸収し、結石体内部で石膏やエトリンガイト等の鉱物が生成して石割れが起こることが回避され、材料耐久性が向上する。好ましくは、甲液は、スラグ１〜６ｗｔ％を含む。  
【００２９】
本発明の一つの実施形態では、グラウトスラリーのｐＨは、１２より大きく、アルカリ賦活飛灰と、スラグとに必要なｐＨ要求を満たす。  
【００３０】
本発明の一つの実施形態において、飛灰中の未燃カーボン量は１０〜１５ｗｔ％であり、粒径Ｄ５０は１５〜２３μｍである。前記飛灰中の粗粉及び多孔質未燃カーボンの量は少なく、スラリーの流動性にほとんど影響を与えず、かつ、結石体の強度に有利である。  
【００３１】
本発明の一つの実施形態では、水ガラスの濃度が２５〜３５ボーメ度である。この範囲にあるボーメ度の水ガラスは、スラリーのゲル化時間への影響が大きくないが、飛灰及び甲液中の他の成分と相互作用し、結石体の圧壊強度を向上させることができる。  
【００３２】
本発明の一つの実施形態において、甲液と乙液との体積比は、１：１である。  
【００３３】
本発明の一つの実施形態において、グラウトスラリーの調製方法は、  ポルトランドセメントと、飛灰と、スラグと、リン酸二水素アルミニウムと、ヘキサメタリン酸ナトリウムと、水と、をセメントモルタルミキサーに入れて均一に撹拌混合して、甲液を形成するステップと、  必要のボーメ度の水ガラス液を調製した後、飛灰を加えて均一に撹拌し、乙液を形成するステップと、  乙液を甲液に入れて均一に撹拌し、最後にグラウトスラリーを得るステップと、を含む。  
【００３４】
本発明の一つの実施形態は、さらに鉱柱用スラリー注入アンカーロッドを提供し、前記グラウトスラリーを注入する。スラリー注入アンカーロッドのアンカー固定力を大きくする。  
【００３５】
本発明の一つの実施形態において、スラリー注入アンカーロッドの模式図は、図１に示すように、スラリー注入アンカーロッドは、ロッド体と、スラリー排出穴と、ドリルと、トレイと、減摩ガスケットと、ナットとを含み、外ロッド体の先端には、前記スラリー排出穴が設けられ、前記外ロッド体の内部には、内ロッド体がピンを介して連結され、前記ロッド体の内部には、前記スラリー排出穴が設けられており、スラリー注入アンカーロッドは、トレイ、減摩ガスケット、ナットにより、孔に固定されている。前記ドリルの設計は、穿孔作業とアンカーロッド取付作業とを合わせて一つの作業にすることができ、アンカーロッドの取付時間を短縮し、アンカーロッドの取付効率を向上させるとともに、孔崩壊がひどくことによる廃孔の発生を回避して、孔形成率を向上させることができ、前記スラリー排出穴の設計は、スラリーをロッド体から流出させることができることで、鉱柱岩層の間に浸透し、セメント充填をし鉱柱岩層の孔隙を閉塞し、鉱柱岩層の物理力学的性質を改善し、鉱柱岩層の離層と摺動を抑制し、鉱柱岩層の完全性と自己安定性を向上させることができる一方、鉱柱とロッド体との間の隙間に充填して、鉱柱とロッド体との間の相対的な安定性を高め、スラリー注入アンカーロッドの支保効果を効果的に改善することができる。要するに、スラリー排出穴の設計は鉱柱の堅牢度及び自己耐荷能力をさらに向上させることができる。  
【００３６】
本発明の一つの実施形態はさらに鉱柱用スラリー注入アンカーロッドによるスラリー注入方法を提供し、スラリー注入過程は、図２に示すとおりであり、  鉱柱に所定穿孔長さの１／４〜３／４箇所に孔を空け、孔を清掃するステップと、  ロッド体のドリル端を孔内に挿入し、ロッド体の他端を穿孔機に取り付け、所定穿孔長さまで孔を空け、ロッド体内にスラリー注入管を挿入するステップと、  所定アンカー長さから必要のスラリー注入量を算出し、スラリー注入ポンプを作動させてスラリー注入管を通してスラリーをロッド体内に注入し、スラリー注入量は、スラリー注入ポンプ上の計量装置により制御され、スラリーを注入しながらスラリー注入管を徐々に引き出すことにより、スラリーでスラリー注入管の隙間を満たすとともに、スラリーをスラリー排出穴によりロッド体から流出させ、鉱柱岩層の間および鉱柱の内部とロッド体の間の隙間に充填し、孔口における液面が安定した時にスラリー注入を停止させ、スラリーは、スラリー排出穴によりロッド体から流出することにより、鉱柱岩層の間に浸透し、セメント充填をして鉱柱岩層の空隙を閉塞し、鉱柱岩層の物理力学的性質を改善し、鉱柱岩層の離層と摺動を抑制し、鉱柱岩層の完全性と自己安定性を向上させる一方、鉱柱とロッド体の間の隙間に充填して、鉱柱とロッド体の間の結合強度を強化し、スラリー注入アンカーロッドの支保効果を効果的に改善する。そして、ロッド体とスラリー排出穴孔とが互いに協働してロッド体内部の通流面積が増大し、スラリーの流通に対する抵抗が低く、スラリーの拡散に有利となり、高圧注入が可能となるステップと、  ロッド体の露出部にトレイ、減摩ガスケット、ナットを順に取り付けるステップと、  スラリーが凝固した後に引張試験機を用いてロッド体にプレロードを行うステップと、を含む。  
【００３７】
本発明の一つの実施形態では、注入圧力は２．３〜６．５ＭＰａである。  
【００３８】
本発明の一つの実施形態では、注入レートは１５〜２５Ｌ／ｍｉｎである。  
【００３９】
本発明の一つの実施形態では、アンカーロッドの強度を大幅に増加させ、アンカーロッドの補強、鉱柱補強の効果をさらに高めるために、ロッド体にロッド体の両端を貫通する少なくとも一本の鋼心線を設けてもよい。  
【００４０】
本発明の一つの実施形態はさらに柱房式採炭法用の鉱柱補強方法を提供し、鉱柱に対して前記スラリー注入方法を採用してアンカーロッド作業を行う。  
【００４１】
本実施形態はアンカーロッドとグラウトスラリーの支保作用を有機結合し、アンカーロッド支保とグラウトスラリー補強の二重作用を有し、鉱柱の岩盤構造を効果的に改善し、鉱柱の完全性を保証し、鉱柱の受力状態を改善し、応力集中を低減し、鉱柱の耐荷能力を向上させることができる。好ましくは、鉱柱を多部分に分けて補強し、アンカーロッドの間隔及び列ピッチを共に０．８〜１．５ｍにし、アンカーロッドの長さを１．５〜２．５ｍにし、鉱体採掘場内の炭鉱送出作業の安全問題を徹底的に解決することができる。  
【００４２】
本発明の一つの実施形態において、前記柱房式採炭法用の鉱柱補強方法は、鉱柱外にコンクリートを吹き付けることをさらに含む。好ましくは、コンクリートの層厚は７〜１２ｃｍである。  
【００４３】
本発明の一つの実施形態においては、コンクリートが発泡コンクリートであり、好ましく、発泡コンクリートの乾燥見かけ密度が１１００〜１５００ｋｇ／ｍ３である。発泡コンクリートは、天盤母岩に密着することができ、補強や鉱柱補強の効果をより高めることができる。また、発泡コンクリートは低い弾性率を有しており、採鉱中に振動によって放出されるエネルギーを効果的に吸収することができ、良好な制振効果を有する。また、発泡コンクリートの軽量化は、基礎応力を減らし、全体の建造コストを低減することができる。また、発泡コンクリート内の大量の微細穴は、吸収音波を良好に遮断し、採鉱区域の騒音を低減することができる。  
【００４４】
好ましくは、発泡コンクリートは、ポルトランドセメント３５〜４２ｗｔ％、廃コンクリート再生原料４５〜６０ｗｔ％、水２５〜２８ｗｔ％、細砂１２〜１６ｗｔ％、メタリン酸アルミニウム２〜５ｗｔ％、ポリアクリル酸ナトリウム０．０５〜１ｗｔ％、過酸化水素水０．８〜１．１８ｗｔ％、泡安定剤０．０５〜０．１２ｗｔ％、急結剤１〜２ｗｔ％を含む。前記発泡コンクリートでは、より多くの微小な気孔が発生し、比較的低い乾燥密度と高い気孔率を有し、特に高い吸音率と騒音低減係数を有し、発泡コンクリートの騒音低減効果が高く、採鉱に良好な環境を提供し、かつ、発泡コンクリートの強度が大きい。  
【００４５】
コンクリートの強度及びコンクリートと
鉱柱との結合力をさらに高めるためには、最終的には、鉱柱への補強効果を補強するために、コンクリート中に連続繊維を含有させることが好ましい。より好ましくは、連続繊維は、アラミド繊維、玄武岩繊維、炭素繊維またはガラス繊維の１種または２種以上である。コンクリート中の連続繊維の配合量が０．５〜１．８ｗｔ％であることにより、発泡コンクリートの気孔率が３〜６ｗｔ％増加し、圧壊強度が少なくとも１２ｗｔ％増加し、コンクリートの騒音低減効果を高めることができる。  
【００４６】
好ましくは、鉱柱に対してアンカーロッド打ち、ワイヤーメッシュ入れ、コンクリートスプレー作業を行う。ワイヤーメッシュは、好ましくはＨＰＢ２３５級鉄筋であり、仕様がΦ６〜１０ｍｍであり、メッシュ密度が２５ｃｍ×２５ｃｍであり、重ね継ぎが１００ｍｍ以上である。アンカーロッド及びワイヤーメッシュを用いて同時にコンクリートスプレー支保を行って鉱柱を補強し、鉱柱の完全性を保証することができ、採掘作業の進行に伴い、鉱柱が補強後に明らかな破壊がなく、鉱柱の完全性が高く、採掘場の正常な安全採掘を保証する。  
【００４７】
以下に実施例により本発明をさらに説明する。ただし、前記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。  
【００４８】
実施例１：  
【００４９】
体積比が１：１である甲液と、乙液と、を含むグラウトスラリーであって、  前記甲液は、４２．５級ポルトランドセメント５２ｗｔ％、飛灰３３ｗｔ％、スラグ４．５ｗｔ％、リン酸二水素アルミニウム１．２ｗｔ％およびヘキサメタリン酸ナトリウム２．４ｗｔ％を含み、水セメント比が０．８であり、前記セメント、前記飛灰および前記スラグの化学成分を表１に、粒径を表２に示す。  
【００５０】
前記乙液は、水ガラス２２ｗｔ％、飛灰１６ｗｔ％及び水を含み、前記水ガラスの濃度が２５〜３５ボーメ度であり、前記飛灰中の未燃カーボン量が１２．３ｗｔ％であり、粒径Ｄ５０が２２．４μｍである。  
【００５１】
表１：原料の化学成分（ｗｔ％）
0006961143.tif 000002
【００５２】
表２：原料の粒子粒径分布（μｍ）
0006961143.tif 000003
【００５３】
グラウトスラリーの製造方法は、  ４２．５級ポルトランドセメントと、飛灰と、スラグと、リン酸二水素アルミニウムと、ヘキサメタリン酸ナトリウム及び水をセメントモルタル撹拌機で均一に撹拌混合して、甲液を形成するステップと、  必要のボーメ度の水ガラス液を調製した後、飛灰を加えて均一に撹拌し、乙液を形成するステップと、  体積比１：１で乙液を甲液に入れて均一に攪拌し、最後にグラウトスラリーを調製するステップと、を含む。  
【００５４】
実施例２：  
【００５５】
体積比が１：１である甲液と、乙液と、を含むグラウトスラリーであって、  前記甲液は、４２．５級ポルトランドセメント５２ｗｔ％、飛灰３３ｗｔ％、スラグ４．５ｗｔ％、リン酸二水素アルミニウム１．２ｗｔ％およびヘキサメタリン酸ナトリウム２．０ｗｔ％を含み、水セメント比が０．８であり、前記セメントおよび前記飛灰の化学成分を表１に、粒径を表２に示す。  
【００５６】
前記乙液は、水ガラス２２ｗｔ％、飛灰２８ｗｔ％及び水を含み、前記水ガラスの濃度が３５ボーメ度であり、前記飛灰中の未燃カーボン量が１２．３ｗｔ％であり、粒径Ｄ５０が２２．４μｍである。  
【００５７】
グラウトスラリーの調製方法は実施例１と同じである。  
【００５８】
実施例３：  
【００５９】
体積比が１：１である甲液と、乙液と、を含むグラウトスラリーであって、  前記甲液は、４２．５級ポルトランドセメント５２ｗｔ％、飛灰３３ｗｔ％、スラグ４．５ｗｔ％、リン酸二水素アルミニウム２．０ｗｔ％およびヘキサメタリン酸ナトリウム３．０ｗｔ％を含み、水セメント比が０．７〜１．１であり、前記セメントおよび前記飛灰の化学成分を表１に、粒径を表２に示す。  
【００６０】
前記乙液は、水ガラス２２ｗｔ％、飛灰５ｗｔ％及び水を含み、前記水ガラスの濃度が３５ボーメ度であり、前記飛灰中の未燃カーボン量が１２．３ｗｔ％であり、粒径Ｄ５０が２２．４μｍである。  
【００６１】
グラウトスラリーの調製方法は実施例１と同じである。  
【００６２】
実施例４：  
【００６３】
体積比が１：１である甲液と、乙液と、を含むグラウトスラリーであって、  前記甲液は、４２．５級ポルトランドセメント５２ｗｔ％、飛灰３３ｗｔ％、スラグ４．５ｗｔ％、リン酸二水素アルミニウム１．２ｗｔ％およびヘキサメタリン酸ナトリウム２．４ｗｔ％を含み、水セメント比が０．８であり、前記セメントおよび前記飛灰の化学成分を表１に、粒径を表２に示し、スラグの化学成分を表３に、粒径を表４に示す。  
【００６４】
前記乙液は、水ガラス２２ｗｔ％、飛灰１６ｗｔ％及び水を含み、前記水ガラスの濃度が３５ボーメ度であり、前記飛灰中の未燃カーボン量が１２．３ｗｔ％であり、粒径Ｄ５０が２２．４μｍである。  
【００６５】
表３：原料の化学成分（ｗｔ％）
0006961143.tif 000004
【００６６】
表４：原料の粒子粒径分布（μｍ）
0006961143.tif 000005
【００６７】
グラウトスラリーの調製方法は実施例１と同じである。  
【００６８】
実施例５：  
【００６９】
図１に示すように、実施例１のグラウトスラリーを注入する鉱柱用のスラリー注入アンカーロッドであって、ロッド体３と、スラリー排出穴４と、ドリル６と、トレイ７と、減摩ガスケット８と、ナット９とを備え、外ロッド体の先端にはスラリー排出穴が設けられ、内部には内ロッド体がピンを介して連結され、ロッド体３の内部にはスラリー排出穴４が設けられており、スラリー注入アンカーロッドは、トレイ７、減摩ガスケット８、ナット９を介して孔に固定されている。  
【００７０】
鉱柱用のスラリー注入アンカーロッドのスラリー注入方法であって、注入過程は、図２に示すとおりであり、  鉱柱１に所定穿孔長さの１／４〜３／４箇所に孔を空け、孔を清掃するステップと、  ロッド体３のドリル６端を孔内に挿入し、ロッド体３の他端を穿孔機に取り付け、所定穿孔長さまで孔を空け、ロッド体３内にスラリー注入管２を挿入するステップと、  所定アンカー長さから必要のスラリー５の注入量を算出し、スラリー注入ポンプを作動させてスラリー注入管２を通して実施例１のスラリー５をロッド体内に注入し、スラリー５の注入量は、スラリー注入ポンプ上の計量装置により制御され、スラリーを注入しながらスラリー注入管２を徐々に引き出すことにより、スラリー５でスラリー注入管２の隙間を満たすとともに、スラリー５をスラリー排出穴４によりロッド体３から流出させ、鉱柱岩層の間および鉱柱の内部とロッド体の間の隙間に充填し、孔口における液面が安定した時にスラリー注入を停止させるステップと、  ロッド体３の露出部にトレイ７、減摩ガスケット８、ナット９を順に取り付けるステップと、  スラリー５が凝固した後に引張試験機を用いてロッド体３にプレロードを行うステップと、を含む。  柱房式採炭法用の鉱柱補強方法であって、鉱柱に対して前記スラリー注入方法を採用してアンカーロッド作業を行い、注入圧力が４．６ＭＰａであり、注入速度が２０Ｌ／ｍｉｎである。鉱柱補強模式図は図３に示すとおりであり、アンカーロッドの間隔及び列ピッチはいずれも１．２ｍに設計され、アンカーロッドの長さは２．０ｍである。  
【００７１】
実施例６：  実施例５との違いは、柱房式採炭法用の鉱柱補強方法であって、鉱柱外に厚さ１０ｃｍのコンクリートをスプレーすることを更に含み、コンクリートは、発泡コンクリートであり、ポルトランドセメント４０ｗｔ％、廃コンクリート再生原料５２ｗｔ％、水２５ｗｔ％、細砂１３ｗｔ％、メタリン酸アルミニウム３．０ｗｔ％、ポリアクリル酸ナトリウム０．２２ｗｔ％、過酸化水素水１．０５ｗｔ％、泡安定剤０．０７ｗｔ％、急結剤１．２ｗｔ％を含む点である。  
【００７２】
実施例７：  実施例５との違いは、柱房式採炭法用の鉱柱補強方法であって、鉱柱外に厚さ１０ｃｍのコンクリートをスプレーすることを更に含み、コンクリートは、発泡コンクリートであり、ポルトランドセメント４０ｗｔ％、廃コンクリート再生原料５２ｗｔ％、水２５ｗｔ％、細砂１３ｗｔ％、メタリン酸アルミニウム３．０ｗｔ％、ポリアクリル酸ナトリウム０．２２ｗｔ％、過酸化水素水１．０５ｗｔ％、泡安定剤０．０７ｗｔ％、急結剤１．２ｗｔ％を含む点である。  
【００７３】
実施例８：  実施例５との違いは、ロッド体３にロッド体３の両端を貫通する鋼心線を一本設ける点である。  
【００７４】
比較例１：  実施例１との違いは、甲液にリン酸二水素アルミニウムが含まれていない点である。  
【００７５】
比較例２：  実施例１との違いは、甲液にヘキサメタリン酸ナトリウムが含まれていない点である。  
【００７６】
比較例３：  実施例１との違いは、甲液にリン酸二水素アルミニウムとヘキサメタリン酸ナトリウムが含まれていない点である。  
【００７７】
比較例４：  実施例１との違いは、乙液における飛灰中の未燃カーボン量が８．５ｗｔ％であり、粒径Ｄ５０が２２．４μｍである点である。  
【００７８】
比較例５：  実施例１との違いは、乙液における飛灰中の未燃カーボン量が１２．３ｗｔ％であり、粒径Ｄ５０が２５．８μｍである点である。  
【００７９】
比較例６：  実施例１との違いは、乙液における水ガラスの濃度が４５ボーメ度である点である。  
【００８０】
比較例７：  実施例６との違いは、発泡コンクリートがメタリン酸アルミニウムを含まない点である。  
【００８１】
比較例８：  実施例６との違いは、発泡コンクリートがポリアクリル酸ナトリウムを含まない点である。  
【００８２】
比較例９：  実施例６との違いは、発泡コンクリートがメタリン酸アルミニウムとポリアクリル酸ナトリウムを含まない点である。  
【００８３】
比較例１０：  実施例５との違いは、グラウトスラリーが比較例１のグラウトスラリーである点である。  
【００８４】
比較例１１：  実施例５との違いは、グラウトスラリーが比較例２のグラウトスラリーである点である。  
【００８５】
比較例１２：  実施例５との違いは、グラウトスラリーが比較例３のグラウトスラリーである点である。  
【００８６】
比較例１３：  実施例５との違いは、グラウトスラリーが比較例４のグラウトスラリーである点である。  
【００８７】
比較例１４：  実施例５との違いは、グラウトスラリーが比較例５のグラウトスラリーである点である。  
【００８８】
比較例１５：  実施例５との違いは、グラウトスラリーが比較例６のグラウトスラリーである点である。  
【００８９】
試験例１：  
【００９０】
グラウトスラリーの基本性能測定  
【００９１】
１．グラウトスラリーのｐＨ測定  精試験紙で測定した結果を表５に示す。  
【００９２】
２．グラウトスラリーの離水率測定  調製したスラリーを直径が同じの２５０ｍＬメスシリンダーで２００ｍＬ量り取り、メスシリンダー内でガラスロッドで速やかに攪拌し、スラリーを均一に混合した。そして、メスシリンダーを試験台上に静止させ、浮遊しているセメント粒子が沈んでいき、上澄み水の厚さが徐々に増加していく。連続三回の読み取り値が同じであるか又はわずかな差があるまで、一定時間毎に清水の厚さを一回読み取って記録する。離水率（ｗｔ％）は、セメント粒子の沈降の停止後に析出した清水の体積と、スラリーの総体積との比であり、結果は表５のとおりであった。  
【００９３】
３．グラウトスラリーの粘度測定  六速回転粘度計で測定した結果を表５に示す。  
【００９４】
４．グラウトスラリーのゲル化時間の測定  量り取った甲液と乙液をそれぞれ二つのビーカーに入れ、その後、体積比に応じて甲液を乙液ぼビーカーに注ぎ、攪拌した後に直ちに混合液を再び甲液のビーカーに入れ、スラリーが流れなくなるか、スラリーが粘調状になるまで交互的に繰り返し、甲液と乙液の混合後から、スラリーが流れなくなったまでに計
時した時間は、ゲル化時間であり、結果を表５に示す。  
【００９５】
５．グラウトスラリーの結石率測定  調製したスラリーを７０．７ｍｍ×７０．７ｍｍ×７０．７ｍｍの試験型に流し込み、へらで表面をならし、各群毎に三つの試料を作製し、スラリーを一日静置した後に型抜きし、ノギスで試料の高さを量り、平均値をとり、結石体の体積とスラリーの元体積との比である結石率（％）を求めたところ、表５のとおりであった。  
【００９６】
６．グラウトスラリー結石体の強度測定  攪拌したスラリーを７０．７ｍｍ×７０．７ｍｍ×７０．７ｍｍの試験フィルムに入れて試験片とし、２４ｈ後に膜抜きし、標準養生条件で３ｄ、１４ｄ、２８ｄ養生して圧壊強度試験を行い、３個ずつ測定し、その平均値を取り、結果を図４に示す。圧搾機で測定する時、試験片のひずみ速度を約１ｍｍ／ｍｉｎに保持した。  
【００９７】
７．グラウトスラリー結石体の体積変化率測定  乾燥収縮率は、ＡＳ２３５０．１３−１９９５／Ａｍｄｔ１−１９９７「Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｏｆ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｐｏｒｔｌａｎｄ  Ａｎｄ  Ｂｌｅｎｄｅｄ  Ｃｅｍｅｎｔｓ  −  Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  Ｏｆ  Ｄｒｙｉｎｇ  Ｓｈｒｉｎｋａｇｅ  Ｏｆ  Ｐｏｒｔｌａｎｄ  Ａｎｄ  Ｂｌｅｎｄｅｄ  Ｃｅｍｅｎｔ  Ｍｏｒｔａｒｓ」およびＧＢ２４１９−２００５「Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｆｌｕｉｄｉｔｙ  ｏｆ  Ｃｅｍｅｎｔ  Ｍｏｒｔａｒ」に準拠し、乾燥収縮率の計算式は、Ｓ＝（Ｌ２−Ｌ１）／Ｌ×１００ｗｔ％であり、  式中、Ｓは、試料の各材齢の乾燥収縮率（ｗｔ％）を表し、  Ｌ１は、試料の初期長さ（ｍｍ）を表し、  Ｌ２は、試量の養生から所定材齢までの長さ（ｍｍ）を表し、  Ｌは、試料の有効長さ（１６０ｍｍ）を表す。  
【００９８】
８．グラウトスラリー結石体の耐イオン侵食性測定  
【００９９】
塩素イオン侵食試験は、化学分析法における硝酸銀滴定法により、侵食溶液と残留侵食溶液中の塩素イオン濃度を測定し、両溶液の濃度差を試験することにより、結石体の耐塩素イオン侵食性を評価し、  塩素イオン濃度の計算式は、Ｃ＝（Ｃ０×Ｖ０）／Ｖであり、  式中、Ｃ０は、ＡｇＮＯ３溶液の濃度（ｍｏｌ／Ｌ）を表し、  Ｖ０は、測定対象液の滴定が消費するＡｇＮＯ３の体積（ｍＬ）を表し、  Ｖは、測定対象液の体積（ｍＬ）を表す。  
【０１００】
硫酸イオン侵食試験は、設定濃度の侵食溶液を調製し、試料を全部侵食溶液に浸漬し、異なる浸漬時間の試料の物理力学的パラメータを試験することにより、対比分析を行って耐イオン侵食性評価を実現した。  
【０１０１】
表５は、グラウトスラリーの基本性能測定結果であり、実施例１〜４のグラウトスラリーのｐＨが１２以上であり、飛灰とスラグとのアルカリ賦活に必要なｐＨ要求を満たし、実施例１〜４のグラウトスラリーの離水率は比較例１〜３よりも小さいことは、リン酸二水素アルミニウムとヘキサメタリン酸ナトリウムがグラウトスラリーの粒子沈降を低減し、グラウトスラリーに良好な安定性を与え、施工のニーズを満たすことを説明し、実施例１〜４のグラウトスラリーの粘度値が比較例１〜３よりも小さいことは、リン酸二水素アルミニウムとヘキサメタリン酸ナトリウムが流動性を増すことができ、施工に有利であることを説明し、実施例１〜４のグラウトスラリーのゲル化時間を観察することにより、グラウトスラリーは、乙液中の飛灰及び甲液中のリン酸二水素アルミニウムとヘキサメタリン酸ナトリウムの添加量を調整することによりスラリーのゲル化時間を調整することができ、スラリーのゲル化時間を数十秒から数十分で調整可能であり、１：１の体積比で注入することを実現し、注入が容易になることを見出した。実施例１〜４のグラウトスラリーの結石率が比較例１〜３よりも高いことから、リン酸二水素アルミニウム及びヘキサメタリン酸ナトリウムは、グラウトスラリーの結石率を向上させることができることを見出した。グラウトスラリー結石体の強度測定は、図４に示すように、実施例１〜４のグラウトスラリー結石体の圧壊強度は、養生３ｄ、１４ｄ、２８ｄに比較例１〜６よりも大きく、リン酸二水素アルミニウムとヘキサメタリン酸ナトリウムがスラリー結石体の圧壊強度を向上させることがわかり、未燃カーボン量が１０〜１５ｗｔ％、且つ粒子径Ｄ５０が１５〜３５μｍである飛灰は、結石体の強度に寄与し、濃度が２５〜４５ボーメ度の水ガラスは、結石体の圧壊強度を高めることができることが分かる。グラウトスラリー結石体の乾燥収縮率は図５の通りであり、実施例１〜４のグラウトスラリー結石体の乾燥収縮率が低く、体積収縮現象はほとんどない。グラウトスラリー結石体の塩素イオンの反応濃度は図６の通りであり、実施例４のグラウトスラリー結石体の塩素イオンの反応濃度は実施例１よりもはるかに高く、これはスラグが結石体の塩素イオンを固化する能力を高めることができ、グラウトスラリー結石体の耐塩素イオン侵食性を向上させることを説明する。侵食溶液（濃度５．０％）におけるグラウトスラリー結石体の耐食係数は、図７に示すように、実施例４のグラウトスラリー結石体の耐食係数が０．８より大きく、耐侵食性が合格であることが認められ、これは、スラグが結石体の硫酸イオン進入に抵抗する能力を高めることができ、グラウトスラリー結石体の耐硫酸イオン侵食性を向上させたことを示している。  
【０１０２】
表５：グラウトスラリーの基本性能の測定結果
0006961143.tif 000006
【０１０３】
試験例２：  
【０１０４】
発泡コンクリートの性能測定  
【０１０５】
１．発泡コンクリートの乾燥見掛け密度測定  ７０．７ｍｍ×７０．７ｍｍ×７０．７ｍｍの発泡コンクリート試料に対し、一つずつ長さ、幅、高さを測定し、更に試料の体積を算出した後、二回秤取の重量差が１ｇ未満になるまで乾燥した後、発泡コンクリートの見掛け密度を体積と乾燥後の重量から算出した結果を表６に示す。  
【０１０６】
２．発泡コンクリートの孔隙率測定  発泡コンクリートの空孔率ｅ（％）は、質量体積直接計算法を用いて測定計算し、計算式は、ｅ＝（１−Ｍ／（Ｖ×ρｓ））×１００ｗｔ％（１）であり、  式中：Ｍは、乾燥後の発泡コンクリート試料の質量（ｇ）を表し、  ρｓは、発泡コンクリート試料固体の乾燥見掛け密度（ｋｇ／ｍ３）を表し、  Ｖは、発泡コンクリート試料の体積（ｍｍ３）を表す。  
【０１０７】
３．発泡コンクリートの吸音率測定  材料吸音性能の良否は吸音率αで表され、吸収された音エネルギー（または表面で反射されなかった部分）と入射音エネルギーとの比、すなわち、α＝１−Ｅγ／Ｅα＝（Ｅα＋Ｅβ）／Ｅ０である。  式中：Ｅαは、材料自体が吸収する音エネルギーを表し、  Ｅβは、透過音エネルギーを表し、  Ｅγは、反射音エネルギーを表し、  Ｅ０は、単位時間内に入射する総音エネルギーを表す。  
【０１０８】
４．発泡コンクリートの騒音低減係数測定  騒音低減係数は、吸音率と同様に、材料吸音能力の単一数値評価量である。材料の吸音は周波数に関連し、すなわち周波数が異なると、同一材料の吸音率が異なる。騒音低減係数は、２５０Ｈｚ、５００Ｈｚ、１０００Ｈｚおよび２０００Ｈｚの４つの周波数帯域吸音率の平均値をとり、ＮＲＣで表し、ＧＢ／Ｔ  １６７３１−１９９７「Ｔｈｅ  ｇｒａｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓｏｕｎｄ  ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｐｒｏｐｅｒｔｙ  ｆｏｒ  ａｂｓｏｒｂｅｎｔ  ｐｒｏｄｕｃｔｓ」によると騒音低減係数のレベルを、ＮＲＣ＞０．８０のＩ級、ＮＲＣが０．８０〜０．６０のＩＩ級、ＮＲＣが０．６０〜０．４０のＩＩＩ級、ＮＲＣが０．４０〜０．２０のＩＶ級に評価する。ただし、ＮＲＣ＝（α２５０＋α５００＋α１０００＋α２０００）／４。  式中、ＮＲＣは、騒音低減係数を表し、  α２５０は、２５０Ｈｚの周波数の吸音率を表し、  α５００は、５００Ｈｚの周波数の吸音率を表し、  α１０００は、１０００Ｈｚの周波数の吸音率を表し、  α２０００は、２０００Ｈｚの周波数の吸音率を表す。  
【０１０９】
５．発泡コンクリートの強度測定  
【０１１０】
ＪＧ−Ｔ２６６−２０１１「Ｆｏａｍｅｄ  ｃｏｎｃｒｅｔｅ」を参考にして、自然養生２８ｄの７０．７ｍｍ×７０．７ｍｍ×７０．７ｍｍ発泡コンクリート試料を乾燥した後、圧縮試験機で強度を測定した。  
【０１１１】
表６は、発泡コンクリートの基本性能測定結果であり、比較例７、８、９に比べて、実施例６の発泡コンクリートは、比較的低い乾燥容積と高い孔隙率、吸音率および騒音低減係数を有しており、これは、本発明の発泡コンクリートは、騒音低減効果が高く、採鉱に良好な環境を提供することができることを説明し、実施例６と比較して、実施例７の発泡コンクリートの乾燥容積がより低く、孔隙率、吸音率および騒音低減係数がより高い点で、連続繊維がコンクリートの騒音低減効果を高めることができることを説明した。図８は、発泡コンクリートの２８ｄ圧壊強度であり、実施例７のコンクリートの２８ｄ圧壊強度が最も大きく、次に実施例６であり、そして比較例７、８、９であることは、本発明の発泡コンクリートが高い圧壊強度を有し、かつ連続繊維がコンクリートの圧壊強度を高めることができることを説明する。  
【０１１２】
表６：発泡コンクリートの基本性能の測定結果
0006961143.tif 000007
【０１１３】
試験例３：  鉱柱補強効果評価  音波を用いて岩盤を波速測定し、同一位置の岩盤の波速の変化により補強効果を分析した。テストに使用される計器は主に音波テスタ、テストプローブ及び信号接続線等を有する。二孔孔内測定法により岩盤音波試験を行う。試験範囲はスラリー注入区間の切羽面であり、試験岩盤に対して注入施工の前後にそれぞれ原位置岩盤波速度試験を行った。Ｋｖ＝（Ｖｐｍ／Ｖｐｒ）２に基づいて岩盤完全性指数を計算し、  式中、Ｖｐｍは、岩盤弾性縦波速度（ｋｍ／ｓ）を表し、  Ｖｐｒは、岩石弾性縦波速度（ｋｍ／ｓ）を表す。  
【０１１４】
岩盤完全性指数Ｋｖと定性的に区切られた岩盤の完全性程度との対応関係は表７に示すとおりである。今回の岩盤完全性指数は、試験岩盤に対応するボーリングコアの縦波速度試験結果を用いて算出した。計算結果は図９に示すとおりであり、スラリー注入前の岩盤の完全性程度は破砕されており、実施例５〜７の方式でスラリー注入された岩盤の完全性程度は完全であり、比較例１０〜１２の方式でスラリー注入された岩盤の完全性程度は比較的に完全であり、比較例１３〜１５の方式でスラリー注入された岩盤の完全性程度は完全である。これは本発明の鉱柱補強方法が鉱柱の完全性を保証し、採掘場の正常な安全採掘を保証することができることを説明する。  
【０１１５】
表７：Ｋｖと定性的に区切られた岩盤の完全性程度との対応関係
0006961143.tif 000008
【０１１６】
上記実施例における従来技術は当業者に知られている従来技術であるため、ここでは詳細な説明を省略する。  
【０１１７】
以上の実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な変形や変形が可能であることは当業者に明らかである。したがって、すべての同等の技術的解決手段も本発明の範疇に含まれるものであり、本発明の特許請求の範囲は、特許請求の範囲によって制限されるべきである。
【符号の説明】
【０１１８】
１  鉱柱２  スラリー注入管３  ロッド体４  スラリー排出穴５  スラリー６  ドリル７  トレイ８  減摩ガスケット９  ナット１０  スラリー注入アンカーロッド 
【図１】
0006961143.tif 000009
【図２】
0006961143.tif 000010
【図３】
0006961143.tif 000011
【図４】
0006961143.tif 000012
【図５】
0006961143.tif 000013
【図６】
0006961143.tif 000014
【図７】
0006961143.tif 000015
【図８】
0006961143.tif 000016
【図９】
0006961143.tif 000017