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作者：郭鑫;李大芳;鲁义;施式亮;李贺;
单位：湖南科技大学资源境与安全工程学院;南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室;
摘要：由于瓦斯抽采钻孔周围稳定性较差，受扰动影响易致钻孔周围煤岩体产生新的裂隙，进而降低瓦斯抽采效率，为填补现有材料颗粒大、胶结能力差的缺陷，引入纳米材料和高分子聚合物材料改善瓦斯抽采钻孔封孔材料的性能，并分析纳米材料氧化石墨烯(Graphene Oxide, GO)、高分子聚合物聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol, PVA)纤维复掺于水泥基注浆材料中的宏微观强度特征。采用单因素试验探究GO最佳质量分数及PVA纤维最佳长度和质量分数，确定最优值后再与普通水泥注浆材料进行复合对比试验，并通过单轴压缩测试不同养护龄期下的强度变化规律，结合蠕变特性、相似模拟和扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope, SEM)图像，探讨复合材料的增强机理。研究结果表明：两类添加剂均对水泥基注浆材料抗压强度展现出有效的提升作用，尤其是当氧化石墨的质量分数为0.04%,PVA质量分数和长度分别为0.2%和3 mm时，其抗压性能达到顶峰，密封性能提升，抵抗外界应力变化的能力得到增强。研究结果可为封孔注浆材料的研发提供基础。
关键词：安全工程;氧化石墨烯;聚乙烯醇(PVA)纤维;力学强度;水泥基材料
基金资助：国家自然科学基金项目(52274196,52174180); 湖南省青年基金项目(2023JJ40284)
