不同渗透率灰岩裸孔注浆浆液扩散特性

摘要：

定向钻孔注浆是防治煤层底板水害的重要技术.基于邱集煤矿水文地质特征,利用COMSOL Multiphysics中达西两相流模块建立灰岩岩溶裂隙含水层的钻探裸孔注浆模型,开展顺层分支裸孔注浆浆液扩散的模拟研究,分析不同渗透率灰岩注浆裸孔浆液扩散特性.结果表明:随着时间的推移,浆液扩散呈孔口位置扩散距离远、裸孔末端扩散距离近的特征;渗透率增加3.5×10-12 m2时,浆液扩散面积增加300～500 m2,注浆孔口的浆液扩散形态差异明显;渗透率为8.5×10-12 m2时,浆液在孔口横向扩散距离为45 m;渗透率为1.5×10-12 m2时,浆液在孔口横向扩散距离仅为20 m,浆液扩散形态沿裸孔呈细长状.结合工程实践分析表明,在渗透率为1.2×10-12,5.4×10-12 m2和8.9×10-12 m2 附近的徐灰岩溶裂隙区域,获得的浆液实际扩散距离稍小于浆液模拟扩散距离,主要是因为实际岩溶裂隙开度、粗糙度不一等原因所致,验证了模拟研究结果的准确性.研究结果为黄河北煤田类似水害问题的治理和定向钻孔高质量精准注浆技术提供了科学参考.

关键词：渗透率、定向注浆、注浆裸孔、岩溶裂隙、浆液扩散

所属期刊栏目：43

分类号：TD743(矿山安全与劳动保护)

资助基金：国家自然科学基金;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室资助项目;山东省自然科学基金;山东省自然科学基金;山东科技大学科研创新团队支持计划项目

在线出版日期：2023-08-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：667-674,742