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马脊梁矿新建变电站场地下伏刀柱式采空区残余空隙率研究

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煤炭工程 2023年第3期55卷 139-144页

作者：周禹良高晓耕李生生北京中煤矿山工程有限公司北京100013 矿山深井建设技术国家工程研究中心北京100013 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

采空区残余空隙率是采空区地基稳定性评价及充填注浆方案设计的重要技术参数,为了确定新建变电站场地下伏刀柱式采空区残余空隙率合理取值,采用离散元软件UDEC模拟了2#煤刀柱式采空区覆岩垮落特征,得到覆岩垮落高度为9.0 m。考虑冒落矸... 详细信息

采空区残余空隙率是采空区地基稳定性评价及充填注浆方案设计的重要技术参数,为了确定新建变电站场地下伏刀柱式采空区残余空隙率合理取值,采用离散元软件UDEC模拟了2#煤刀柱式采空区覆岩垮落特征,得到覆岩垮落高度为9.0 m。考虑冒落矸石碎胀效应,通过自定义fish函数得到采空区垮落范围内块体的残余体积,分析得到2#煤刀柱式采空区垮落带范围的残余空隙率为0.233。基于模拟得到的残余空隙率,预测得到变电站下伏采空区充填注浆量为25267 m3,预测结果与实际注入量的偏差仅为5.4%。结果表明模拟得到的空隙率能较好地表征采空区垮落范围残余空隙发育程度,可为采空区注浆充填治理提供技术参考。

关键词：残余空隙率采空区碎胀效应数值模拟充填注浆

黔南灯影组巨厚含水层立井井筒帷幕注浆参数研究

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煤炭科学技术 2021年第3期49卷 71-77页

作者：袁东锋高晓耕天地科技股份有限公司北京100013 北京中煤矿山工程有限公司北京100013

黔南地区震旦系磷矿层顶板灯影组白云岩直接充水,且水文地质条件复杂,是制约矿井建设的主要因素。地面预注浆技术是井筒防治水的有效手段,在煤矿、铁矿、铅锌矿等矿山都有成功应用,鉴于溶蚀型白云岩含水层导水网络水文条件的复杂性,不... 详细信息

黔南地区震旦系磷矿层顶板灯影组白云岩直接充水,且水文地质条件复杂,是制约矿井建设的主要因素。地面预注浆技术是井筒防治水的有效手段,在煤矿、铁矿、铅锌矿等矿山都有成功应用,鉴于溶蚀型白云岩含水层导水网络水文条件的复杂性,不能照搬现有井筒注浆帷幕设计参数。为取得黔南地区震旦系灯影组白云岩含水层帷幕注浆参数合理设计方法,运用理论分析、室内试验、工业性试验及工程类比等多种研究方法,对白云岩含水层溶蚀裂隙导水网络特征及黏土水泥浆扩散规律进行了系统分析,总结评价了灯影组含水层地面预注黏土水泥浆的可注性及其影响因素;然后充分考虑钻孔布设、压水试验成果、浆液配比及注浆效果检测等多方面因素,对黔南地区灯影组巨厚含水层立井井筒帷幕注浆参数进行了深入研究,结合类似工程案例确定了溶蚀型灯影组白云岩地面预注浆参数设计方法。研究结果表明:黏土水泥浆在灯影组含水层具有可注性,布孔间距宜取4.0~4.5 m,并推荐了黏土水泥浆成品浆液比例范围、稳定地层注浆段高70~100 m,破碎地层注浆段高30~50 m等注浆参数取值范围,注浆终止标准需同时满足设计注浆量和注浆终压要求。

关键词：震旦系白云岩灯影组含水层立井井筒地面预注浆黏土水泥浆

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考虑时变性的黏土水泥浆扩散规律理论分析

煤炭工程 2022年第5期54卷 164-168页

作者：张勇高岗荣高晓耕田庆浩煤炭科学研究总院北京100013 北京中煤矿山工程有限公司北京100013

黏土水泥浆作为应用广泛的矿山注浆材料,需要对其在裂隙中的扩散理论做系统性的研究,优化长期以来依靠经验公式指导设计与实践的状态。基于流体基本方程,结合考虑时变性的广义宾汉姆流体本构方程,推导出钻孔注浆条件下,黏土水泥浆在裂... 详细信息

黏土水泥浆作为应用广泛的矿山注浆材料,需要对其在裂隙中的扩散理论做系统性的研究,优化长期以来依靠经验公式指导设计与实践的状态。基于流体基本方程,结合考虑时变性的广义宾汉姆流体本构方程,推导出钻孔注浆条件下,黏土水泥浆在裂隙中辐向扩散方程;对比了单次注浆时间较长条件下,浆液流变参数考虑时变性和不考虑时变性对注浆压力的影响;分析了考虑流变参数时变性时裂隙开度、注浆流量和流变参数同注浆压力的关系。结果表明:在单次注浆时间较长情况下,浆液的时变性对注浆压力有较大影响;一定注浆流量下,裂隙开度越大,浆液所需注浆压力越小,但呈非线性关系,且对注浆压力的影响效果强于时变性;另外对于不同注浆流量情况,随扩散距离变化,流量与时变性对注浆压力的影响先后占主导;浆液流变参数与注浆压力呈正相关关系,且扩散距离越长影响越显著。

关键词：黏土水泥浆裂隙注浆时变性流变参数扩散规律注浆压力

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裂隙岩体注浆扩散理论研究进展

建井技术 2022年第2期43卷 12-17页

作者：张勇高岗荣高晓耕煤炭科学研究总院北京100013 北京中煤矿山工程有限公司北京100013

裂隙岩体注浆扩散理论作为注浆理论研究的重要分支,国内外学者已取得了丰硕的成果。关于裂隙岩体注浆理论推导解析解的研究,从抽象的裂隙模型与选用的浆液本构方程两个方面的发展变化进行阐述;关于模型试验,不同学者以单一平板裂隙模型... 详细信息

裂隙岩体注浆扩散理论作为注浆理论研究的重要分支,国内外学者已取得了丰硕的成果。关于裂隙岩体注浆理论推导解析解的研究,从抽象的裂隙模型与选用的浆液本构方程两个方面的发展变化进行阐述;关于模型试验,不同学者以单一平板裂隙模型为基础,根据裂隙岩体注浆理论影响因素的不同,对模型试验台的功能与具体型式进行调整;采用数值模拟手段计算裂隙岩体注浆过程,现有的商业软件虽然已能够解决一些问题,但不少学者仍自行编制程序软件,完善计算过程中的裂隙模型与浆液流变性质。针对裂隙岩体注浆扩散理论目前研究进展情况,笔者就裂隙岩体注浆理论的发展,提出了一些见解。

关键词：裂隙岩体注浆解析解模型试验数值计算

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斜井上部流砂层塌陷空洞纳米瞬变电磁法探测

中国煤炭 2016年第8期42卷 25-29页

作者：高晓耕天地科技股份有限公司北京市朝阳区100013 北京中煤矿山工程有限公司北京市朝阳区100013

为了获得斜井井筒流砂层塌陷地下空洞的分布情况,采用新型纳米瞬变电磁法进行勘探。工作装置为中心回线型,垂直于井筒走向共布置17条测线。考虑干旱季节流砂层塌陷空洞呈高阻特征,由视电阻率剖面圈定了井筒流砂层段地下空洞的范围。纳... 详细信息

为了获得斜井井筒流砂层塌陷地下空洞的分布情况,采用新型纳米瞬变电磁法进行勘探。工作装置为中心回线型,垂直于井筒走向共布置17条测线。考虑干旱季节流砂层塌陷空洞呈高阻特征,由视电阻率剖面圈定了井筒流砂层段地下空洞的范围。纳米瞬变电磁法探测结果表明:主斜井与副斜井流砂层段均存在两处空洞异常。结合井筒施工流砂层统计数据,综合划定了井筒区域流砂层塌陷空洞范围,为井筒及周边建筑物稳定性评价及治理提供了依据。

关键词：斜井流砂层塌陷空洞探测纳米瞬变电磁法

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大断面注浆硐室围岩稳定性分析及控制技术

中国矿业 2020年第7期29卷 117-121页

作者：高晓耕贺文天地科技股份有限公司北京100013 北京中煤矿山工程有限公司北京100013

为解决大断面注浆硐室围岩稳定性控制难题,采用FLAC3D软件对硐室围岩变形破坏特征进行了模拟分析。数值模拟结果表明硐室围岩变形控制的关键部位为硐室顶底板的边角部位和硐壁中部。硐室开挖采用"溜井出渣、分层开挖、及时支护"的思路,... 详细信息

为解决大断面注浆硐室围岩稳定性控制难题,采用FLAC3D软件对硐室围岩变形破坏特征进行了模拟分析。数值模拟结果表明硐室围岩变形控制的关键部位为硐室顶底板的边角部位和硐壁中部。硐室开挖采用"溜井出渣、分层开挖、及时支护"的思路,尽量减小开挖扰动对围岩的破坏。硐顶与硐壁支护方法为"锚网索喷"联合支护,临时"初喷"支护及时封闭围岩,二次"锚网索喷"支护充分调动了围岩的自承载能力。硐底部分采用锚索和钢筋混凝土衬砌支护,避免硐底边角部位产生剪切破坏。监测结果表明支护结构能够较好地满足了硐室长期稳定性和防渗要求。

关键词：大断面硐室盲竖井井下预注浆围岩稳定性联合支护技术

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地面注浆法在煤矿采空区治理中的应用研究

煤炭技术 2016年第6期35卷 211-212页

作者：高晓耕天地科技建井研究院北京100013 北京中煤矿山工程有限公司北京100013

针对某煤矿采空区赋存分布范围广的特点,决定对其进行评估治理。经过对比分析,选用地面注浆的方法进行治理。注浆选用水泥粉煤灰浆液,并对浆液结石体的主要性能进行了研究。此次采空区地面注浆取得了良好的治理效果,为类似工程提供了经验。

关键词：采空区地面注浆瞬变电磁水泥粉煤灰浆液

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岩石电阻率特性及在煤矿采空区探查中的应用

煤炭工程 2020年第11期52卷 64-69页

作者：王超徐杨青高晓耕煤炭科学研究总院建井研究分院北京100013 中煤科工集团武汉设计研究院有限公司湖北武汉430064

地层电阻率蕴含丰富地层信息,岩石电阻率的准确描述对于电阻率探测解释尤为重要。系统分析岩土材料电阻率特性,结合麦克斯韦电导率理论公式推导非饱和岩石电阻率公式,并采用阿尔奇公式验证其合理性;采用高密度电法与瞬变电磁法对场区进... 详细信息

地层电阻率蕴含丰富地层信息,岩石电阻率的准确描述对于电阻率探测解释尤为重要。系统分析岩土材料电阻率特性,结合麦克斯韦电导率理论公式推导非饱和岩石电阻率公式,并采用阿尔奇公式验证其合理性;采用高密度电法与瞬变电磁法对场区进行综合探测,利用岩石电阻率理论解释采空空洞及覆岩电阻率特征,并进行钻探验证。结果表明,受压岩石电阻率与体积应变正相关,采空空洞邻近区域存在电性异常过渡带,过渡带高度与垮落断裂带高度较为一致,同时电阻率综合探测可以基本揭露采空区展布形态。

关键词：电阻率探测非饱和岩石阿尔奇公式煤矿采空区综合探测

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郭家滩风井过流砂层旋喷帷幕治理技术

现代矿业 2016年第7期32卷 68-70页

作者：高晓耕天地科技股份有限公司建井研究院北京中煤矿山工程有限公司

针对郭家滩风井表土层薄、流砂层结构松散、富水性强的问题,为有效治理流砂层,加快施工进度,采用旋喷工艺,形成井筒帷幕。井筒帷幕设计两圈旋喷桩,每圈桩数均为65个,内圈桩圈径9.8 m,桩径600 mm;外圈桩圈径为10.7 m,桩径为650 mm,引孔... 详细信息

针对郭家滩风井表土层薄、流砂层结构松散、富水性强的问题,为有效治理流砂层,加快施工进度,采用旋喷工艺,形成井筒帷幕。井筒帷幕设计两圈旋喷桩,每圈桩数均为65个,内圈桩圈径9.8 m,桩径600 mm;外圈桩圈径为10.7 m,桩径为650 mm,引孔工程量1 768 m,消耗水泥506 t。结果表明,井筒旋喷帷幕能较好地加固与封堵流砂层,消除施工安全隐患、加快施工进度。

关键词：立井流砂层旋喷帷幕