检索结果-南通市图书馆

煤炭学报 2022年第3期47卷 1098-1109页

作者：戚绪尧王涛陈良舟中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116

大规模高强度回采和深部开采常导致顶部裂隙煤岩体失稳、漏风及其次生灾害。钻孔注浆是封堵裂隙和加固煤岩体的主要手段之一。由于煤岩裂隙高位注浆研究相对滞后,井下高位注浆施工设计缺少足够的依据。为探究煤岩裂隙高位注浆浆液扩散规... 详细信息

大规模高强度回采和深部开采常导致顶部裂隙煤岩体失稳、漏风及其次生灾害。钻孔注浆是封堵裂隙和加固煤岩体的主要手段之一。由于煤岩裂隙高位注浆研究相对滞后,井下高位注浆施工设计缺少足够的依据。为探究煤岩裂隙高位注浆浆液扩散规律,以任意倾斜有限边界的光滑平板裂隙和宾汉流体为研究对象,建立裂隙高位注浆扩散数学模型并进行数值模拟求解,分析不同裂隙倾角和注浆速率下浆液在裂隙流动过程中的扩散锋面、流量分配及压力场变化规律;在此基础上,建立浆液高位流动数学模型,并推导恒定注浆速率工况下的解析解。研究结果表明:根据扩散锋面的演变规律,浆液流动过程可分为自由扩散阶段、过渡阶段和受限堆积阶段3个阶段。裂隙倾角对高位扩散距离的影响程度随着流动阶段的演化逐渐减小,注浆流速对高位扩散距离的影响程度随着流动阶段的演化逐渐增大。过大的裂隙倾角加大了高位流量的损耗并加快了流动阶段的转变,而过大的注浆速率减缓了高位流量的损耗并加快了流动阶段的转变。注浆速率和裂隙倾角的增大均会导致注浆压力增加,且在浆液进入受限堆积阶段后注浆压力发生突变。以高位流动扩散形态的等效圆半径临界状态为界,高位流动可划分为扩散阶段与堆积阶段,不同阶段内反演得出的等效圆心角与注浆速率、裂隙倾角和注浆时间具有较好的相关性。根据对比分析结果,浆液高位流动数学模型中相对误差低于20%的样本占97%,相对误差低于10%的样本占78.4%,表明浆液高位流动数学模型具有一定的合理性。浆液在不同时间段内向高位裂隙深部扩散的范围受到裂隙边界影响,只有当底部裂隙空间被填充完毕后浆液才会在裂隙边界的支撑下向深部堆积,因此在现场高位注浆设计时应先探明裂隙区域的边界范围。针对上覆煤岩表层区域范围的裂隙封堵时可采用较低的注浆速率以延长自由扩散阶段时长,实现底部裂隙空间的快速封堵。对煤岩裂隙深部区域进行注浆充填时可先使用较高的注浆速率进行注浆,当压力表发生突变后表明浆液已进入受限堆积阶段,此时可降低注浆速率,使注浆压力控制在安全可控范围内。

关键词：高位注浆裂隙倾角注浆速率高位流动扩散锋面

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黏时变渗透分段注浆压力的上、下限解

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岩土工程学报 2023年第9期45卷 1782-1789页

作者：王军辉韩煊北京市勘察设计研究院有限公司北京100038

在浆液的黏时变效应下,渗透注浆压力(p)和注浆速率(q)都是随时间t变化的,给注浆工程的设计计算带来困难。首先,考虑到设计的便利,利用定积分原理,提出了p-q双时间变量下对应的分段注浆压力(P)和注浆速率(Q)的工程定义。其次,根据黏时变... 详细信息

在浆液的黏时变效应下,渗透注浆压力(p)和注浆速率(q)都是随时间t变化的,给注浆工程的设计计算带来困难。首先,考虑到设计的便利,利用定积分原理,提出了p-q双时间变量下对应的分段注浆压力(P)和注浆速率(Q)的工程定义。其次,根据黏时变理论和Darcy定律,建立了p-q双时间变量下的黏时变渗透注浆解析模型(包括物理方程、几何方程和边界条件),揭示了黏时变渗透注浆的复杂数学物理过程,讨论了模型解的存在性与唯一性。再次,利用P-Q的工程定义式和渗透注浆解析模型进行P的理论解研究,充分利用积分不等式的性质,分别得到了P的下限与上限通解,讨论解的科学性与普适性。最后,结合当前实际工程需要,进一步讨论了指数黏时变函数P的上、下限特解(包括球面和柱面两种扩散模式)。

关键词：注浆渗透注浆压力注浆速率注浆持续时间黏滞系数黏时变积分不等式

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可变倾角单裂隙动水注浆模型试验研究

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岩土力学 2014年第8期35卷 2137-2143,2149页

作者：俞文生李鹏张霄王倩长沙理工大学交通运输工程学院长沙410004 江西省高速公路投资集团有限责任公司南昌330025 山东大学岩土与结构工程研究中心济南250061

突涌水灾害对地下工程危害严重,实践表明,注浆是治理突涌水灾害的有效方法。近年来,裂隙岩体注浆理论的研究成为热点,但裂隙动水注浆理论发展缓慢,不能有效指导工程实践。在水平裂隙动水注浆U型扩散理论基础上,研发可变倾角小比例裂隙... 详细信息

突涌水灾害对地下工程危害严重,实践表明,注浆是治理突涌水灾害的有效方法。近年来,裂隙岩体注浆理论的研究成为热点,但裂隙动水注浆理论发展缓慢,不能有效指导工程实践。在水平裂隙动水注浆U型扩散理论基础上,研发可变倾角小比例裂隙动水注浆模型试验系统,开展多组室内模型试验,研究倾角对裂隙动水注浆扩散规律的影响机制,同时,利用COMSOL软件对一定倾角的裂隙动水注浆扩散进行数值模拟。研究表明:当裂隙水平时,满足U型扩散形态;当裂隙存在倾角时,在动水水头差和浆液自身重力因素作用下,浆液呈现彗星状扩散形态;相同扩散效果下,注浆速率随裂隙倾角的增加呈抛物线型增长规律,增加注浆速率可以保持注浆孔附近相对于其周边区域的浓度梯度优势。该研究结论对于目前裂隙动水注浆理论是一种重要补充,对指导突涌水灾害治理有一定的实践意义。

关键词：地下工程突涌水模型试验数值模拟裂隙倾角扩散规律注浆速率

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注浆对粗糙裂隙煤岩体应力场的影响分析

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煤矿安全 2021年第10期52卷 166-170页

作者：张嘉凡覃祥瑞刘洋张慧梅徐荣平西安科技大学力学系陕西西安710054 中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710054

为研究注浆过程中粗糙裂隙煤岩体应力场的分布规律,采用随机中点位移法构建了二维粗糙裂隙剖面,通过COMSOL软件建立了煤岩体裂隙注浆流-固耦合数值模型,模拟了注浆过程中裂隙煤岩体的应力场,分析了裂隙剖面粗糙度及注浆速率对煤岩体应... 详细信息

为研究注浆过程中粗糙裂隙煤岩体应力场的分布规律,采用随机中点位移法构建了二维粗糙裂隙剖面,通过COMSOL软件建立了煤岩体裂隙注浆流-固耦合数值模型,模拟了注浆过程中裂隙煤岩体的应力场,分析了裂隙剖面粗糙度及注浆速率对煤岩体应力场的影响。结果表明:注浆过程中煤岩体应力场的分布形态取决于裂隙剖面的粗糙程度,在剖面凹陷区域应力值较大,而在凸起区域则较小;裂隙剖面越粗糙,煤岩体应力场分布越复杂,局部区域应力集中越显著;同时,注浆速率也影响着煤岩体应力场,但仅对应力值大小产生影响,注浆速率与煤岩体应力值呈线性关系,且注浆速率对裂隙剖面凹陷处应力值的影响更大;随着裂隙剖面粗糙度的增大,煤岩体应力场受注浆速率的影响逐渐降低。

关键词：注浆煤岩体粗糙裂隙注浆速率应力场瓦斯抽采封孔

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