砾岩含水层帷幕浆液运移规律与改性效果分析

砾岩含水层帷幕浆液运移规律与改性效果分析

论文摘要

注浆帷幕截流是深部矿井水害治理的主要技术手段之一,针对淮北矿区朱仙庄煤矿8号煤层水害防治问题,采用CT扫描与室内试验测试得到受注砾岩孔裂隙分布及岩石力学特征,利用COMSOL Multiphysics软件建立了受注砾岩层的孔隙介质与孔隙-单裂隙介质2种数值模型,分析了帷幕墙注浆截流效果。研究结果表明:浆液在孔隙介质中的运移范围随注浆时间的增加而增大,浆液运移稳定后的扩散范围为10.12~10.44 m;孔隙-单裂隙介质数值模型中,浆液运移形态沿裂隙方向对称,浆液运移优先进入裂隙通道,随后沿裂隙方向扩散至孔隙介质中,随注浆时间的增加,浆液运移范围逐渐增大并最终趋于稳定,孔隙-单裂隙介质中浆液的纵向扩散范围为10.05~10.23 m,横向扩散范围为16.30~16.98 m;根据数值计算结果,提出了注浆孔间距为20 m、两排注浆孔交错布置、有效宽度约为40 m的帷幕截流方案。最后,通过注浆前后砾岩物理力学性质对比分析与现场放水试验的方法,验证了帷幕墙截流效果良好、注浆孔间距布置合理。

论文目录

  • 1 工程背景
  • 2 孔裂隙分布特征及物理力学性质
  •   2.1 孔裂隙分布特征
  •   2.2 物理力学性质
  • 3 浆液运移数值模拟
  •   3.1 浆液运移控制方程
  •   3.2 数值模型及参数选取
  •     (1)孔隙介质模型。
  •     (2)孔隙-单裂隙介质模型。
  •     (3)计算参数及工况。
  •   3.3 数值模拟结果及分析
  •     (1)孔隙介质数值模拟结果。
  •     (2)孔隙-单裂隙介质数值模拟结果。
  •   3.4 帷幕墙注浆孔距布置方案
  • 4 帷幕墙体注浆效果分析
  •   4.1 物理力学性质对比分析
  •   4.2 放水试验对比分析
  • 5 结 论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 尚宏波,靳德武,赵春虎,柳昭星,王皓,王晓东,姬亚东,朱慎刚,石志远

    关键词: 帷幕注浆,浆液运移,注浆孔距,注浆效果,数值模型

    来源: 煤炭学报 2019年08期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 矿业工程,安全科学与灾害防治

    单位: 中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西省煤矿水害防治技术重点实验室,淮北矿业股份有限公司朱仙庄煤矿

    基金: 国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804103),天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项资助项目(2018-TD-MS070),中煤科工集团西安研究院有限公司科技创新面上资助项目(2018XAYMS04)

    分类号: TD745

    DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.KJ19.0542

    页码: 2460-2469

    总页数: 10

    文件大小: 1470K

    下载量: 168

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