孔隙岩层有机高水材料注浆堵水机理研究

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1、孔隙岩层有机高水材料注浆堵水机理研究高京泽宋彦波摘要：注浆堵水是煤矿防治水的有效方法之一，是随着注浆技术的发展而发展的。近年来，注浆堵水技术注浆机理研究主要集中在以水泥浆为基础的注浆加固，而对具有二次渗透特性的有机高水材料，在其堵水机理分析方面的研究都还很不充分，在工程中还很少应用。通过研究可知：有机高水材料浆液在层流状态时，含水层渗透系数，注浆时间、钻孔半径等与注浆量成正比，而浆液的粘度则与注浆量成反比。在注浆堵水过程中，有机高水材料浆液的二次渗透压力与注浆一次压力相结合具有协同作用，可促进浆液的进一步渗透，对注浆堵水效果具有积极作用。具有二次渗透特性注浆堵

2、水参数计算理论的提出，丰富了注浆理论内涵，为矿井注浆堵水实践提供了可靠的理论指导。关键词:岩土工程，注浆堵水，二次渗透，堵水机理MechanismResearchofGroutingtoSealingWaterinAlluviumStrataSongyanbo1,Tianjindong2(1.ChinaUniversityofminingandTechnology(Beijing),Beijing100083,China;2.YangquheMineofFengfengCoalMiningGroup,HandanHebei056000,China)Abstra

3、cts:Watersealingbygroutingisoneofthemosteffectivewaystopreventandcontrolunderground-waterfloodforcoalmine.ThemechanismResearchofWater-sealingbygroutingismainlycoveringthecementgroutsandnotrelatedtothedualpenetration.Thepaperanalyzedthegroutingmechanismtosealingwaterinalluviumstrataa

4、ndgetthatthestratapermeabilitycoefficient,groutingtime,boreholeradiusisdirectratiowithgroutingquantity,buttheviscosityoffluidisinverseratiowithgroutingquantityinalluviumstratasteadyflowgrouting.Theresearchwehavedonesuggeststhatthedualexpansionpressurecooperatingwiththepumpgroutingpr

5、essuremakeslurrypenetratingsufficientlyandhaveapositiveeffectonwatersealingbygroutinginalluviumstratagrouting.Thisisthecharacteristicoftheorganicmaterialwithhighwatercontentandisdifferentfromconventionalfluidingroutingmechanics.Thusweprovidedthedependabletheoreticalguideforpracticeo

6、fthegroutingtosealingwater.Keywords:geo-technologyengineering,water-sealingbygrouting,dualexpansionpressure，groutingmechanismtosealingwater1概述注浆堵水是指将各种堵水材料制成的浆液压入到岩层预定地点，并使浆液扩散、凝固和硬化，从而起到堵塞空隙、隔绝水源，提高含水岩层隔水性能的作用，其实质是在地下水渗流场的基础上增加一个与原渗流相反的人为渗流场，属岩土工程范畴[1]。根据地下水的渗流规律，可将浆液在岩体空隙中的渗流分为孔隙渗

7、流与裂隙渗流，本文将以孔隙渗流分析研究为主。目前注浆理论的研究主要集中在以水泥浆为基础的注浆加固方面，而对具有二次渗透特性的有机高水材料，在其堵水机理分析方面的研究都还很不充分，在工程中还很少应用。有机高水材料是指浆液结石体中最高水体积比大于80%、并能凝结硬化的水溶性有机高分子注浆材料，由于是溶液型浆液，并在注浆堵水过程中能与大量的水反应生成具有隔水性能的凝胶体，可用于含水层注浆堵水。52浆液的稳定层流分析在孔隙型含水层注浆过程中，有机高水材料浆液的流态可简单地分为层流和紊流两种，区分流体层流与紊流的指标是Re.常数，一般稳定层流浆液的Re.临界值为1400

8、~2000，浆液的Re.值如超过临界值