深立井地面注浆浆液渗流规律数值模拟与应用
2018-05-02刘向阳荣传新孙泽辉蔡海兵
安徽理工大学学报(自然科学版) 2018年1期
程 桦,刘向阳,荣传新,孙泽辉,蔡海兵
(1.安徽理工大学土木建筑学院,安徽 淮南 232001;2.安徽大学资源与环境学院,安徽 合肥 230000;3.合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽 合肥 230000)
煤矿立井井筒在建设过程中穿越地下富水基岩地层时,不但掘凿工作效率大幅降低,影响施工质量,而且严重威胁施工安全[1-3]。早在上世纪70年代中期,山东兖州矿区立井施工率先采用冻结法穿越富水冲积层,地面预注浆封堵基岩段含水层,实现了“打干井”的目标。上世纪80年代,该技术被引入两淮矿区冻结井施工,并发展为“三同时”特殊法凿井技术,取得了良好效果。进入21世纪后,随着国家西部大开发战略实施,该技术又在内蒙古、山西、甘肃等西部地区立井井筒穿越侏罗——白垩系全基岩地层施工中得到应用[4-6]。但是,随着我国开采深度的不断加大,以及受注基岩特性的多样化,地面预注浆封水效果欠佳或失效现象时有发生。究其原因,主要是600m以下深基岩地层压力大、高角度基岩和孔隙性基岩可注性差等所致。
国外学者对基岩段注浆扩散规律给予了较高关注,取得了系列研究成果。文献[7]基于宾汉体本构模型建立恒压注浆条件下单一平板裂隙浆液运移方程;文献[8-9]进行了单裂隙注浆模拟试验,对浆液压力、流速和其他注浆参数进行了检测。然而研究多依托简单一平板裂隙,基于上述的理论结果与工程实际存在较大误差,不能从宏观上反应扩散规律。我国对注浆技术的研究起步较晚,但经过多年努力己取得较大进展。……
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