地下含水层帷幕注浆单液水泥浆扩散规律研究
尚宏波
靳德武
柳昭星
王皓
赵春虎
王晓东
石志远
王治宙
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 710077
摘要：帷幕注浆逐渐成为矿井水害防治的主要技术手段之一,为解决帷幕工程中注浆孔间距的布设问题,通过室内试验得到帷幕注浆材料单液水泥浆的物理性能参数,采用COMSOL数值软件建立了地下含水层帷幕注浆单液水泥浆扩散数值模型,研究了地下含水层帷幕注浆工程中单液水泥浆的扩散机制.研究结果表明:单液水泥浆水灰比越大,浆液的凝结时间越长黏度越大,而结石率与抗压强度越小,根据所得浆液性能参数针对不同地层特征选取相应水灰比的浆液进行注浆;地下含水层帷幕注浆单液水泥浆的扩散形式以注浆孔为中心的圆形扩散,单液水泥浆的扩散半径随注浆时间的增加而增大,且扩散半径最终趋于稳定,稳定后的浆液扩散半径平均值为10.22 m,浆液扩散的范围可达到20.44 m;单液水泥浆扩散半径的理论计算与数值计算结果较为一致,理论解与数值解之间的误差小于5％,证明作者建立的数值模型用于研究帷幕注浆浆液扩散范围具有一定的可靠性.基于研究结果,选取帷幕注浆孔距为20 m,2排交错布孔,建立有效宽度约为40 m的帷幕墙,以阻隔帷幕墙外侧含水层中地下水向井田内的补给.帷幕墙建造完成后,通过检查孔对受注地层进行取心,得到含有浆液结石体的岩心,实验室测试得到其抗压强度为11.2 MPa,能够满足帷幕墙建设的强度要求,证实帷幕注浆工程中注浆孔间距布设合理.
关键词：帷幕注浆单液水泥浆扩散范围含水层防水
分类号：TD743(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家重点研发计划(2017YFC0804103)陕西省自然科学基础研究计划(2018JQ5150)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)
论文发表日期：2021-11-25
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( 134-141 )
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