基于RSM的超细水泥注浆材料配比及性能优化模型

注浆堵水技术已成为水害措施防范向工程治理不可缺少的技术之一,超细材料的研究也成为了目前注浆材料发展的新方向。为了解决矿井水害注浆治理工程中注浆材料优选和配比优化问题,采用单因素试验与响应曲面法(RSM)相结合的方法进行超细水泥注浆材料优化配比研究。首先通过单因素试验对不同水灰比、硅灰(SF)掺量及高效聚羧酸减水剂(PCS)掺量条件下浆液黏度、泌水率及7 d单轴抗压强度进行分析,以确定RSM最佳基准水平,其次构建以浆液黏度、泌水率及7 d单轴抗压强度为响应目标的二次多项式预测模型,结合方差、残差及响应曲面分析各响应变量对响应目标的影响规律,确定注浆材料最优配比。通过单因素试验结果对比分析,发现最优水灰比、SF掺量及PCS掺量分别为1∶1、35%及0.3%。通过RSM研究发现,浆液黏度、泌水率及7 d单轴抗压强度不仅受单一因素影响,且存在多因素交互作用。根据建立的二次多项式响应面回归预测模型可知,当水灰比、SF掺量及PCS掺量分别为0.7∶1、38%及0.2%时,注浆材料性能最优,其回归模拟预测浆液黏度、泌水率及7 d单轴抗压强度分别为210.82 mPa·s、1.0%及12.22 MPa。通过室内试验,其结果与预测模型结果吻合度较高,进一步验证了模型的可靠性,证明了该模型能够用于注浆材料优化配比设计研究。

井筒地面预注浆中浆液扩散距离的探讨

地面预注浆法已成为立井井筒特殊凿井施工技术的1个重要组成部分,然而,井筒地面预注浆的理论研究却滞后于施工工艺的发展。在实际工程应用中,一直凭借施工经验来确定注浆浆液的扩散距离,导致只能估测浆液形成的堵水帷幕厚度;利用单裂隙层状岩体渗流模型,通过研究注浆浆液在裂隙岩体中流动的规律,并结合工程实例,分析影响浆液在基岩中扩散距离的因素。

强涌水条件下碎裂岩体隧道快速施工技术

以在建雅康高速公路前碉3#隧道碎裂岩体强涌水条件下的隧道施工为背景,运用理论分析、数值仿真、现场验证等方法,在对碎裂岩体强涌水及其原因分析的基础上,进行了注浆加固效果仿真分析。进而确定了破碎岩体洞段堵水注浆方法,提出了破碎洞段堵水注浆和破碎洞段防排水施工工艺。实践表明,按照提出的方法及工艺能够明显减小隧道涌水量,具有较好的排水效果,可以保证碎裂岩体隧道正常施工和人员安全,取得了极大的经济效益和社会效益。

顶板水对锚固结构的影响及控制研究

为了解决富水顶板巷道支护困难问题,以哈密大南湖矿111801运输巷为工程背景,采用数值模拟、现场试验等方法,研究了富水顶板对锚固结构造成的影响以及其控制技术,结果表明,较高的围岩水含量会有效缩减和降低锚杆有效压应力区域和压应力值,使得锚固结构的整体性能有明显的弱化,锚杆难以产生对围岩有效的主动支护作用,顶板富水巷道围岩控制的关键是降低顶板含水量。工业性试验表明,采用锚索注浆的合理保水措施可以降低顶板含水量,加强了锚固结构的可靠性,保证了巷道围岩稳定性,具有较好的技术效果。

马丽散在煤仓注浆堵水及矿井围岩加固上的应用

通过调研及试验,针对矿井的实际情况利用马丽散配以一定比例的催化剂对矿井煤仓漏水现象进行了注浆堵水处理,对巷道围岩进行了注浆加固,取得了很好的效果,保证了矿井的正常生产。

立井井筒过含水老空巷综合支护及堵水技术

针对立井井筒过含水老空巷引起的围岩冒落空洞和突水问题,结合润东煤矿回风立井现场施工情况,提出了"联合支护+注浆充填"综合支护及堵水技术,现场应用结果表明:应用注浆充填堵水技术后,井筒涌水量从50m3/h降到0.5m3/h以下,堵水效果明显;采用"联合支护+注浆充填"技术支护冒落带空洞后,井筒破碎段围岩承载性能和抗变形能力显著提高,井壁完整无断裂现象,支护效果显著。

阳城煤矿断层导水灾害“挡-堵”多体系防治技术

为解决深部断层影响下巷道围岩突水问题,以阳城煤矿1308运输巷为例,针对断层导水灾害,构建了井下+井上的"挡-堵"多体系防治方案。首先构筑井下挡水隔离带:双重挡水墙+墙间注浆,达到了排除奥灰水突发变大的危险,其次建立地面堵水系统:从地面施工3个注浆孔,通过注浆孔向季庄断层断层面及奥灰含水层注浆,以达到封堵导水裂隙及水源的目的。该"挡-堵"多体系治水系统,彻底封堵和切断了突水通道,再无补给水压,同时节省每年排水费用100万元;彻底消除了奥灰水水害威胁,保证了矿井的生产安全。

锦屏二级水电站引水隧洞岩溶段裸岩灌浆堵水施工技术

文章以锦屏二级水电站引水隧洞为工程依托,对深埋隧洞岩溶段裸岩灌浆堵水施工技术进行了探讨和总结,详细介绍了堵水灌浆施工工序流程及相关技术参数要求,并通过压水检测及物探检测确定了灌浆堵水的施工效果,为类似工程提供参考。

3025运输巷道顶板淋水超前治理技术研究

巷道顶板淋水给巷道安全掘进带来极大安全隐患,以大西矿3025运输顺槽淋水治理为工程背景,首先应用数值模拟分析了淋水对巷道顶板应力和塑性区分布的影响,随后根据塑性区分布制定了淋水巷道注浆堵水方案,最后采用钻孔窥视和淋水量统计检验注浆堵水效果。结果表明,注浆堵水段巷道最大淋水量仅为1 m^(3)/h。

大跨软岩富水隧道注浆堵水施工技术

北同蒲取直线铁路雁门关隧道全长14.085km,在未采取此施工技术前,初期支护完成后,出现了渗水、漏水、混凝土开裂等现象,掌子面局部涌水较大,断层涌水较多,施工现场涌水很难控制,不能保证施工的质量与进度,影响各个工序的施工作业循环时间。通过我标段隧道的施工实践,证明了在大跨度软岩富水隧道施工中,采用注浆堵水技术能很好对富水隧道涌水起到堵排的效果,创造了良好的施工条件,加快了施工进度,有效确保了隧道施工安全。此外,超前地质预报在大跨度软岩富水隧道施工中的应用起到了不可估量的意义与价值。