徐 波 王世华 孔德森

(1.济宁矿业集团安居煤矿,山东省济宁市,272000;2.山东科技大学,山东省青岛市,266000)

千米凿井工作面注浆堵水三维数值模拟研究

徐 波1王世华1孔德森2

(1.济宁矿业集团安居煤矿,山东省济宁市,272000;2.山东科技大学,山东省青岛市,266000)

针对安居煤矿井筒工作面涌水量大的问题,采用ABAQUS软件建立工作面注浆三维数值模型,利用有限元计算对注浆前后的孔隙水压力、孔隙水渗流速度以及井筒涌水量进行研究分析,结果表明,工作面注浆有效地封堵了破碎围岩中的孔隙,从而封堵了水力通道,降低了围岩的渗透能力,使围岩孔隙水压力基本保持原有的状态,减小了对围岩初始状态扰动,对井壁受力及地层稳定具有积极作用。

工作面堵水 注浆 数值模拟 渗流速度

1 工程概况

工作面注浆技术被广泛应用于立井井筒施工建设,特别是在含水层厚度大、含水丰富、水压大的基岩地层中。济宁矿业集团安居煤矿副井设计深度为1008 m,施工掘至井深630 m处出现大量涌水(约110 m3/h)。在井筒掘进工作面进行注浆堵水,本文结合注浆实践对其进行三维数值研究分析。

2 三维数值模型的建立

岩土材料是非连续的,在岩土孔隙中存在着气、液相介质,当孔隙连通时,流体可在不平衡的势能作用下发生渗流。井筒注浆过程中,围岩、注浆圈、井壁是3种不同性质的材料,三者力学参数具有较大差异,渗透性相差悬殊,流体在三者孔隙中流动的规律截然不同。利用ABAQUS软件,建立安居煤矿工作面注浆三维数值模型。……