采空区防隔水煤(岩)柱注浆修复参数优化及工程实践Parameter Optimization and Engineering Practice of Grouting Repair for Water-Resisting Coal(Rock) Pillars in Goafs
杨飞,刘泽威
摘要(Abstract):
注浆是解决长期浸水环境下采空区防隔水煤(岩)柱蠕变-损伤导致隔水性能丧失的有效手段,而注浆参数选取是决定注浆修复效果的关键。为确定最优的注浆参数组合,提出注浆效果指数(E)及阻抗指数(I)概念,并将其作为参数优化目标。基于注浆p-Q-t曲线数据构建多参数非线性回归模型及综合加权评分模型,求得E与I值最佳的注浆参数组合。通过建立三维数值模型,模拟了9种注浆参数方案下的防隔水煤(岩)柱浆液空间分布及渗流场随时间序列的变化情况,求得了煤(岩)柱过水渗流速度与总涌水量最小的注浆参数组合。结果表明,浆液黏度系数为0.01~0.02 Pa·s、结石率为0.71~0.85时E和I值达到最佳,注浆效果最好。采用方案4参数(水泥浆液密度1400kg/m~3,注浆终压12MPa,浆液黏度系数0.015Pa·s)进行注浆,连续注浆28d后其注浆孔沿径向2.5m、5m、7.5m和10m处的浆液占比分别达到0.935、0.95、0.969和0.986,此时21141下巷总涌水量由122m~3/h衰减至6.43m~3/h,为9种方案中最优。将优化后参数应用于主焦矿21141采空区防隔水煤(岩)柱注浆修复,工程实施后其总涌水量衰减率达95.8%。
关键词(KeyWords): 防隔水煤(岩)柱;注浆参数优化;数值模拟;注浆效果指数;注浆阻抗指数
基金项目(Foundation): 天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项(2024-TD-MS004)
作者(Author): 杨飞,刘泽威
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