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Mine Engineering 2023
区域注浆扩散模拟及效果验证研究
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Abstract:
研究区域注浆工程分支孔的浆液扩散半径及扩散影响因素,对区域注浆治理工程及矿井水害防治具有重要意义。以潘二煤矿为例,采用理论分析、数值模拟方法,分析了深埋条件下浆液扩散机理,并在此基础上运用COMSOL软件对浆液扩散半径进行数值模拟,探讨了地层参数、注浆参数和浆液参数对浆液扩散半径的影响。结果表明:在其他参数保持不变的情况下,浆液扩散半径、浆液流量与地层渗透率呈正相关,与地层有效孔隙率呈负相关,与注浆压力呈正相关,与水灰比呈正相关,并得到了矿井四采区治理工程的验证,从而为区域治理工程的钻孔孔隙有效充填、浆液有效覆盖提供依据。
It is of great significance for the effective verification of regional grouting treatment and mine water disaster prevention. By studying the slurry diffusion radius and diffusion influence factors of branch hole in regional grouting engineering. Taking Paner Coal Mine as an example, theoretical analysis, numerical simulation and other research methods are used to analyze the grouting diffusion mechanism under deeply buried conditions. On this basis, COMSOL software is used to simulate the slurry diffusion radius, and the influence of formation parameters, grouting parameters and slurry parameters on the slurry diffusion radius is discussed. The results show that when other parameters remain unchanged, the slurry diffusion radius and slurry flow are positively correlated with formation permeability, negatively correlated with formation porosity, positively correlated with grouting pressure and positively correlated with water-cement ratio. The above results are verified in the ground regional governance of the west fourth mining area of Paner Coal Mine, which provides a basis for effective filling of pores between boreholes and effective coverage of slurry in regional governance projects.
[1] | 石建省, 李国敏, 梁杏, 等. 华北平原地下水演变机制与调控[J]. 地球学报, 2014, 35(5): 527-534. |
[2] | 许光泉, 桂和荣, 吴基文. 煤矿底板突水分析及底板水防治[J]. 地下水, 2001, 23(3): 141-143. |
[3] | 许光泉, 桂和荣, 张连福,等. 矿井大型放水试验及其意义[J]. 地下水, 2002, 24(4): 200-201+237. |
[4] | Oda, M. (1985) Permeability Ten-sor for Discontinuous Rock Masses. Geotechnique, 35, 483-495.
https://doi.org/10.1680/geot.1985.35.4.483 |
[5] | Alfaro, M.C. and Wong, R.C. (2001) Laboratory Studies on Fracturing of Low-Permeability Soils. Canadian Geotechnical Journal, 38, 303-315. https://doi.org/10.1139/t00-096 |
[6] | 王佳豪. 桃园煤矿底板含水层顺层水平钻孔注浆治理浆液扩散试验研究[D]: [硕士学位论文]. 徐州: 中国矿业大学, 2019. |
[7] | 张宝文. 高速铁路软粘土地基压密注浆及劈裂注浆试验研究[D]: [硕士学位论文]. 成都: 西南交通大学, 2013. |
[8] | 刘向阳, 程桦, 黎明镜, 等. 基于浆液流变性的深埋岩层纵向劈裂注浆理论研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(5): 1373-1380+1394. |
[9] | 许延春, 张二蒙, 赵霖, 等. 黏度对浆液在裂隙岩体中扩散与充填规律的影响[J]. 矿业科学学报, 2021, 6(1): 71-81. |
[10] | 赵庆彪. 奥灰岩溶水害区域超前治理技术研究及应用[J]. 煤炭学报, 2014, 39(6): 1112-1117. |
[11] | 杨米加, 陈明雄, 贺永年. 注浆理论的研究现状及发展方向[J]. 岩石力学与工程学报, 2001, 20(6): 839-841. |
[12] | 苏仲杰, 刘文生. 减缓地表沉降的覆岩离层注浆新技术的研究[J]. 中国安全科学学报, 2001, 11(4): 21-24. |
[13] | 孟凡丁. 深埋条件下水平孔注浆运移过程与工程应用[D]: [硕士学位论文]. 淮南: 安徽理工大学, 2021. |
[14] | 陈夕锁, 陈波, 李忠华. 注浆技术在斜井过陷落柱冒落区施工中的应用[J]. 建井技术, 2016, 37(5): 18-20. |
[15] | 李长青, 安许良, 孙晓宇. 地面定向水平孔煤层底板超前注浆防治水技术研究[J]. 煤炭工程, 2017, 49(9): 19-22. |
[16] | 袁辉, 邓昀, 蒲朝阳, 等. L型地面钻孔注浆技术在矿井水害防治中的应用[J]. 煤炭科学技术, 2017, 45(4): 171-175. |
[17] | 郑士田. 两淮煤田煤层底板灰岩水害区域超前探查治理技术[J]. 煤田地质与勘探, 2018, 46(4): 142-146+153. |
[18] | 富鹏飞. 帷幕注浆技术在煤矿水害防治中的应用[J]. 煤矿现代化, 2020, 159(6): 69-70+73. |
[19] | 邹军. 地面注浆技术在矿井区域水害防治中的应用[J]. 河南科技, 2021, 40(17): 58-60. |
[20] | 高宇航, 许光泉, 党保全, 等. 隐伏岩溶地下水动态特征及水文地质模式分析[J]. 煤矿安全, 2021, 52(3): 204-210. |
[21] | 赵健. 煤矿水害防治中定向钻探注浆技术的应用研究[J]. 石化技术, 2020, 27(12): 219-220. |
[22] | 薛禹群, 吴吉春. 地下水动力学[M]. 第三版. 北京: 地质出版社, 2010. |