金属矿山

作者：勾奇庆,冯皓龙,李文杰,梁斌

单位：1. 河南科技大学土木建筑学院,河南 洛阳 471000;2. 中交二公局第四工程有限公司,河南 洛阳 471013

关键词：双层采空区,垮落带,破碎岩,宾汉姆流体,注浆充填,浆液扩散,

为研究水泥粉煤灰浆液在双层采空区垮落带的扩散特性,以郑洛高速ZLGSTJ-2 标段米河煤矿双层采空区治理为研究背景,基于宾汉姆流体的黏度时变性,将垮落带破碎岩视为含有裂隙的多孔介质,采用有限元软件COMSOL Multiphysics 构建耦合地质信息的三维双层采空区多孔注浆模型,分别对帷幕孔与注浆孔的浆液扩散状态进行分析,并研究不同注浆时间、浆液密度和裂隙渗透率对浆液扩散距离的影响,以此对注浆工艺进行完善。结果表明:帷幕孔与注浆孔的浆液扩散分布均呈倒漏斗形状,主要有沿垮落带裂隙和地层孔隙的渗流扩散以及在空腔中的自由扩散,且注浆孔注浆相互影响较小;注浆扩散距离与注浆时间呈正相关,尤其前24 h 较为显著;浆液密度则与扩散距离呈负相关,密度1 670 kg/ m3 较1 170 kg/ m3 时浆液扩散距离减少了8. 95%;裂隙渗透率与浆液扩散距离呈正相关,当裂隙渗透率分别为3. 50×10-9 m2 和3. 50×10-4 m2 时,后者比前者的浆液扩散距离增大约49. 72%,变化幅度较大;采用完善后的注浆充填工艺后,经检测得知注浆效果良好,为后续施工提供了安全保障。

来源：2025年第2期

《金属矿山》期刊编辑部

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