井壁防渗堵漏注浆模拟试验

为了解决矿井井壁渗漏出水影响安全生产的难题,通过室内模型试验平台进行注浆模拟,考察了影响注浆效果的注浆压力、固结体体积和堵漏时间等影响因素.试验证明注浆压力随着单位时间注浆量的增加而增加;在一定注浆量条件下,浆液凝胶时间在400～600 s时可以得到最大浆砂固结体;渗透性低的土层所需的注浆量也较大;脲醛树脂浆液可以近距离处理直径为15 mm的动水漏点,浆液的凝胶时间应为160～400 s,动水压力越大、堵漏时间越大,堵漏越困难.     

考虑围岩孔隙特性的深部巷道注浆加固数值方法研究

注浆加固可有效改善深部矿区裂隙发育的环境,保证巷道围岩稳定和矿区安全开采。以淮南矿区顾北煤矿泥岩巷道注浆加固工程为依托,通过注浆固结体微观结构扫描电镜试验和力学特性的试验研究,对围岩孔隙特性与注浆固结体力学特性的关系进行了研究,在此基础上对固结体的摩尔-库伦本构模型进行了修正,并基于FLAC^3D软件,开发了考虑围岩孔隙特性的注浆加固评价的数值仿真分析方法,对矿区巷道群注浆加固效果进行了计算。结果表明:岩体孔隙率对注浆固结体的强度和变形特性影响较大,固结体的弹性模量和黏聚力与孔隙率存在对数递增关系,内摩擦角随孔隙率增大而减小;注浆固结体可存在包裹和搭接两种胶结模式;巷道群数值模拟结果显示,无注浆条件下巷道拱顶下沉位移、两帮收敛位移以及底鼓位移最为明显,随着注浆固结时间增加,各部分变形均趋于稳定,验证了该方法能很好地表征注浆加固效果。研究成果可为煤矿巷道注浆加固设计和施工提供分析评价方法。     

注浆固结体抗压强度的声学试验研究

介绍了注浆固结体抗压强度的声波探测技术,研究分析了淤泥±、砂土注浆固结体抗压强度与纵波、横波速度的关系,并对试验结果进行了回归分析.     

冻融循环对全尾砂固结体超声波特性的影响研究

在不同养护龄期(3,7,28d)和冻融循环次数(0,5,10,15,20次)条件下,对不同灰砂比(1∶4,1∶8,1∶10)的全尾砂固结体进行了超声波特性测试,对不同影响因素下超声波特性的变化规律以及冻融循环次数和超声波速度之间的关联性进行了研究。研究结果表明:冻融循环过程中,波速和波形有明显的变化规律,振幅特征较为杂乱;灰砂比、冻融循环次数相同时,养护龄期越长的固结体超声波波速越大;养护龄期、冻融循环次数相同时,灰砂比越大的固结体超声波波速越大;养护龄期为28d时,未进行冻融循环的固结体在各灰砂比条件下超声波波速相差不大;全尾砂固结体超声波波速与冻融循环次数呈负相关,基本遵循对数函数关系,随着冻融循环次数的增加,超声波波速不断减小,且前5次减小量较大。     

承压条件下破裂岩体注浆加固力学特性试验研究

为了研究注浆固结体力学特性,揭示注浆加固机理,设计加工了能够实现在不同轴向压力和不同围压水平下注浆加固破裂岩体的注浆试验系统,并在此基础上成功进行了相应试验。试验结果表明,注浆过程中轴压、围压以及注浆压力对破裂岩体中岩块应力状态发生改变有影响,但其带来的应力状态改变是有限的,这也是注浆固结体强度恢复系数较低的原因,该试验方法及试验结果对注浆加固技术的推广应用具有指导作用。     

击实对全尾砂固结体强度及渗透性影响

为了解决全尾砂固结体地面排放时堆排体稳定性的问题,提出通过击实来增大全尾砂固结体的稳定性.通过室内击实试验、无侧限抗压强度试验、常水头渗透试验和扫描电镜试验,研究了击实对全尾砂固结体无侧限抗压强度和渗透系数的影响以及微观层面上击实对固结体内部结构变化的影响.得到了不同击实功下的全尾砂固结体的最大干密度和最优含水率,并以此为基础研究了击实功(598.2 kJ/m3、1074.7 kJ/m3、1535.3 kJ/m3和2149.4 kJ/m3)、干密度、含水率和养护龄期对固结体无侧限抗压强度和渗透系数的影响.结果表明,无侧限抗压强度随击实功、干密度和养护龄期的增加而增大,随含水率的增加而减小;渗透系数随击实功、干密度和养护龄期的增加而增大.对固结体进行击实可以减少固结体内部结构的孔隙并提升固结体结构的密实度,从而提高了固结体的强度和抗渗性能.表明在全尾砂固结排放中,可以通过击实的手段提高全尾砂固结体的强度和抗渗性,进而提高全尾砂固结体的稳定性.     

全尾砂改性固化力学性能研究

为实现浓缩全尾砂固化堆存,达到地表无害化处理目的,选用矿渣粉、生石灰、工业石膏和膨润土开发尾砂改性固化剂。以三山岛金矿全尾砂为研究对象,测定了尾砂的物化性质;设计了改性固化剂配比试验和正交试验,对固结体强度的影响因素进行了分析,确定了改性固化剂的最佳配比。结果表明:随着生石灰、工业石膏和膨润土占比的增加,尾砂固结体强度变化为先增大后减小,尾砂料浆浓度越大,固结体强度越大;工业石膏的含量变化对尾砂固结体的强度影响最显著;在灰砂比1∶20条件下,适合三山岛全尾砂固结的最佳改性固化剂配比为矿渣粉78.8%、生石灰13%、工业石膏7%、膨润土1.2%。     

浸水条件下全尾砂固结体崩解机制的分析与探讨

针对全尾砂固结体,通过浸水崩解试验研究不同水泥掺量下全尾砂固结体的浸水崩解特性,探讨了全尾砂固结体的崩解机制.结果表明:随着水泥掺量的增加,试件的耐崩解性有显著的提高,水泥掺量大于2％时,固结体遇水不再崩解、泥化.全尾砂固结体浸水后,基质吸力引起水分入渗,使具有联通性的孔隙间气体被排除,气体排出过程中造成联结较弱的骨架...     

砂土层破壁化学注浆扩散机理模拟实验研究

根据相似理论,对徐淮地区厚松散含水层主要岩土体进行相似替代,建立破壁化学注浆实验模型.通过浆砂固结体的形态特征研究浆液的扩散机理,认为化学浆液在砂土层中的扩散机理主要为水平劈裂、垂直劈裂和挤密渗透.     

复杂地层钻进中可控复合浆液的研制

复杂地层钻进中常用的注浆材料需要良好的时间可控性和固结体强度,因此研制一种可控时间、增加固结体强度、效果良好的注浆浆液是有意义的。针对以上问题,利用正交试验的方法研制了一种复合注浆材料。在不饱和聚酯中添加水泥及引发剂、促进剂使浆液在要求时间内固化,最终配方的固化时间为62 min,抗压强度为32.6MPa。该浆液作为化学浆液具有可注性好、浆液粘度低、能注入到细微裂隙中的优点,固结体强度高,并且塑性性能良好,由于在浆液中添加了水泥,降低了成本,较之一些化学浆液有一定的优势。     

注浆技术在洛湛铁路岩溶路基施工中的应用

洛湛铁路D1K41 300～845．85段路基上部土层松散，下部岩体(石灰岩)溶洞发育，根据工程地质水文地质情况，确定注浆参数和注浆方式，在土体和岩体中通过不同的浆液注浆，固结、充填松散的土层和岩体中的溶蚀、溶洞、溶槽等，使之形成完整的固结体，从而加强岩溶路基的承载力，确保铁路正常运营。介绍了注浆施工工艺及注浆效果。     

低黏度水玻璃化学注浆材料试验研究

为解决煤矿深部基岩段微裂隙和孔隙性含水地层注浆困难的问题,对溶液型水玻璃化学注浆材料进行了研究。采用正交试验研究了水玻璃模数、水玻璃体积分数、乙二醇二乙酸酯体积分数对浆液胶凝时间、黏度及浆液固砂体抗压强度的影响。正交试验表明:影响浆液胶凝时间最显著的因素为乙二醇二乙酸酯体积分数;影响浆液黏度及固砂体抗压强度最显著的因素皆为水玻璃体积分数。试验结果表明:采用乙二醇二乙酸酯作为水玻璃的胶凝剂可以得到结石体强度较高(约1MPa)、胶凝时间可调(5~30 min)、黏度较低(≤6 mPa.s)的新型水玻璃浆液。     

破裂岩体承压注浆加固力学特性试验研究

在完整岩样单轴压缩试验的基础上,采用自制注浆系统对破裂岩样进行了承压注浆加固和固结体的力学特性试验,并利用 KH-3000视频仪对注浆加固前后岩样的微观结构进行了观测和分析。研究结果表明：破裂岩样存在大量的贯穿裂隙,岩样破坏以张拉破坏为主;承压注浆后,破裂岩样的张拉和倾斜破裂面得到了不同程度的充填和固结,其强度与破裂岩样残余强度相比有较大的提高,但强度恢复系数不高;承压注浆能够促进破裂岩样的变形由脆性向延性转化,并使其侧向变形和轴向变形趋于协调;围压水平对浆液注浆量、岩样径向应变、注浆固结体强度及强度恢复系数有着很大影响,随着围压的增大,加固效果显著增强。     

干湿循环对全尾砂固结体强度的影响研究

为探究干湿循环对全尾砂固结体强度的影响规律,选取不同水泥掺量的固结体为研究对象,进行干湿循环处理后的单轴压缩与扫描电镜试验,研究了不同水泥掺量及养护龄期下的固结体强度变化规律,并对不同干湿循环次数及水泥掺量下固结体微观结构变化规律进行分析。结果表明：养护3d与7d的固结体试件,随干湿次数的增加,强度呈先增加,后降低趋势,养护28d固结体试件强度呈逐渐下降趋势;不同养护龄期下,水泥掺量越大,固结体干湿循环后强度下降幅度越低。随干湿循环次数的增加,固结体微观结构呈先密实,后稀疏松散趋势。     

冻融循环对全尾砂固结体强度与微观孔结构的影响

通过实验室试验,对冻融循环作用下全尾砂固结体强度与孔结构演化规律进行了研究。以含有自制胶凝材料TC-Ⅰ的全尾砂固结体为试验对象,运用抗折抗压试验机与压汞仪分别对标准养护条件下与冻融20次后的试件进行了力学与压汞试验,并通过理论推导得出损伤量D。研究结果表明:养护3d时的强度低于其冻融20次的强度,7d后的强度有所反超;标准养护条件下的孔隙率、总孔隙量、孔总面积、平均孔径4个全尾砂固结体内部孔结构参数均随养护时间的增长而减小,冻融循环20次后的孔结构参数变化规律与之相反,且其推导出的损伤量D与强度关系为:D=-0.184σ+0.5479;从强度与孔结构参数变化规律可以看出,35g/L的防冻剂掺量降低了冻融循环对全尾砂固结体的破坏作用。     

矿山治水改性粘土浆高压固结机理研究与应用

基于因地制宜、绿色环保的要求,矿山帷幕注浆领域越来越多采用粘土类注浆材料,粘土类注浆材料的非工业成品特点使之在性能上与传统注浆材料具有较大差异。为了开展非工业成品注浆材料固结机理研究,建设了专门的注浆材料高压固结装置,并在此基础进行了相应试验。试验结果表明,高压注浆状态下,给定配比改性粘土浆液固结时间约为110min,固结体结构为复合结构形式,根据此结果计算注浆浆液扩散半径为纯水泥浆液3.375倍,此研究结果在现场工业试验中得到了验证。该试验装置、试验方法及研究结果为改进现有注浆工艺提供了技术支撑,为帷幕注浆领域新材料研究与应用提供了借鉴。     

矿山治水改性黏土浆高压固结机理研究与应用

基于因地制宜、绿色环保的要求,矿山帷幕注浆领域越来越多的采用黏土类注浆材料,黏土类注浆材料的非工业成品特点使之在性能上与传统注浆材料有较大差异。为了开展非工业成品注浆材料固结机理研究,建设了专门的注浆材料高压固结装置,并在此基础进行了相应试验。试验结果表明,高压注浆状态下,给定配比改性黏土浆液固结时间约为110min,固结体结构为复合结构形式,根据此结果计算注浆浆液扩散半径为纯水泥浆液的3.375倍,也在现场工业试验中得到了验证。该试验装置、试验方法及研究结果为改进现有注浆工艺提供了技术支撑,为帷幕注浆领域新材料研究与应用提供了借鉴。     

冻融循环对全尾砂固结体电阻率影响研究

冻融循环作用对全尾砂固结体造成一定损伤,电阻率作为固结体的重要物理参数必然发生变化,因此可以用电阻率的变化来衡量固结体的损伤。为研究冻融循环次数和固结体电阻率的定量关系,制作(灰砂比为1∶4,1∶8,1∶10共3种配比;每种配比包含3,7,28d三个养护龄期,)共九组18个试件。每组试件经过0,5,10,15,20次冻融循环后,测定固结体试件电阻率变化情况。建立了固结体电阻率与冻融循环次数的关系;基于三元导电模型建立固结体电阻率模型。研究结果表明:固结体试件电阻率与冻融循环次数呈明显的指数关系,且随着冻融循环次数的增加不断减小,前5次冻融循环过程中电阻率减小量最大,其后逐渐减小。通过电阻率模型,可以计算出经过不同冻融循环次数后固结体的电阻率。研究成果对固结体损伤探测有重要参考价值。     

煤矿顶板探查治理工程注浆材料简易选型与研究

针对煤矿开采煤层顶板探查治理工程,选择水泥浆、粉煤灰水泥浆、水泥粘土浆开展常压、高压状态下的性能研究,分析其流动性、可注性;选择抗渗性能和浆液固结体柔性合适的注浆材料和配比,使注浆改造区域在一定程度上可以减轻或抑制工作面回采过程中因顶板岩层移动破坏造成的前期注浆区域过度弯曲扰动影响,满足煤层顶板治理工程的需求。     

冻融循环对全尾砂固结体强度的影响

为探究冻融循环对全尾砂固结体强度的影响，以不同冻结温度下的固结体为研究对象，采用冻融循环、单轴压缩和扫描电镜（SEM）等试验方法，研究了不同养护龄期及冻结温度下的固结体强度变化规律，分析了不同冻融循环次数及冻结温度下固结体内部水化产物及微观结构特征演化规律。结果表明：同一冻结温度、不同养护龄期下，固结体强度随冻融次数增加呈先增加后减少的趋势，基本遵循二次幂函数的定量关系；同一养护龄期、不同冻结温度下，固结体强度随冻结温度的降低呈下降趋势；相同冻结温度和养护龄期下，随冻融次数增加，固结体内部结构呈稀疏→致密→松散的发展趋势；相同养护龄期和冻融循环次数下，冻结温度越低，C-S-H凝胶和晶体状的钙矾石（AFt）等水化产物的生成量越少，固结体内部结构越稀疏、松散。