巴拉素煤矿劈裂注浆裂隙扩展机理研究
梁向阳1
方刚2
武义强1
王赋宇3
刘洋4
张嘉凡5
1.中煤科工集团 西安研究院有限公司,陕西 西安 7100542.中煤科工集团 西安研究院有限公司,陕西 西安 710054;陕西省煤矿水害防治技术重点实验室,陕西 西安 7100773.西安科技大学建筑与土木工程学院,陕西 西安 7100544.中煤科工集团 西安研究院有限公司,陕西 西安 710054;西安科技大学 地质与环境学院,陕西 西安 7100545.西安科技大学 理学院,陕西 西安 710054
摘要：目的 注浆改造是富水煤矿灾害防治的有效手段,研究富水高压作用下煤体的注浆劈裂效应对实际工程有重要意义.方法 基于离散元流-固耦合机理,引入"域"与"管道"概念,对注浆劈裂过程进行流固耦合计算.将流体"域"作为储水"水库",其由颗粒圆心连线构成的三角形区域组成,"管道"为模型中流体的运移通道,将各个流体"域"连接起来,通过光滑平行板模型对其表征.采用单轴压缩试验和巴西劈裂试验标定数值模型细观参数,建立劈裂注浆数值模型,模拟煤岩体劈裂后的力链分布规律,分析注浆压力和侧压力系数对裂隙扩展的影响.结果 结果表明:无围压时,孔周煤岩颗粒接触力为0.02～0.10 MPa,有围压时,孔周颗粒接触力为0.06～0.12 MPa;等围压条件下,围压越大,试样应力集中范围越大,劈裂扩散距离越短;同一围压下,注浆压力越大,试样劈裂距离越长;围压不等时,裂隙平行于最大主应力方向发育.结论 采用较高注浆压力可有效驱替煤层裂隙中的水体和空气,减少钻孔工程量,降低成本.研究结果有益于注浆参数的选取,可为今后类似工程提供有意义的技术支持.
关键词：煤岩劈裂注浆加固流固耦合数值模拟扩展机理
分类号：O319.56(理论力学（一般力学）)
资助基金：国家自然科学基金(12172280)陕西省自然科学基金重点资助项目(2020JZ-53)
论文发表日期：2025-07-31
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 104-111 )
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