煤矿深井砂岩微裂隙水力耦合渗流机理研究
2021-10-17李彦志王继垚
煤矿安全 2021年9期
李彦志,张 帅,吴 岳,王继垚
(1.山东科技大学 土木工程与建筑学院,山东 青岛 266590;2.山东省土木工程防灾减灾重点实验室,山东 青岛 266590)
深井井筒微裂隙注浆堵水难题成了制约井筒快速掘进和井筒正常移交的瓶颈,可注性是影响深井微裂隙注浆堵水效果的主要因素[1]。要提高深井微裂隙可注性,必须要研究微裂隙在深井环境的水力耦合状态下渗流、扩缝规律。许多学者对微裂隙的渗流规律进行了大量的研究[2-11]。贺玉龙等[12]通过制备不同粗糙度下的单微裂隙渗流试块,通过试验验证不同粗糙度值下单微裂隙渗透率与有效应力之间的关系可用负指数函数表示;蒋宇静等[13]综合分析了关于岩体渗流特性的研究成果,认为室内试验能有效研究岩体渗流特性,并在研究中起到至关重要的作用;盛建龙等[14]在VG-M模型基础上,采用室内试验及数值模拟分析,讨论了岩体微观层面下的不同粗糙度、开度的渗透特性。由于受试验条件限制,目前很少有人开展模拟深井环境的水力耦合状态下微裂缝渗流、扩缝机理研究,更很少能在三轴应力状态下开展实时监测的试验研究。为此,依托自主研发的微裂隙三轴应力渗流机理模型试验系统,在室内试验和数值模拟相结合的基础上,对水力耦合作用下微裂隙的渗流机理进行研究,为治理深井井筒微裂隙引发的渗水难题提供理论基础。
1 试验部分
1.1 试验设备
试验采用的自主研发的微裂隙三轴应力渗流机理模型试验系统如图1。……
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