宾汉姆流体柱-半球形渗透注浆形式扩散参数的研究

采用理论分析与试验研究等方法,以宾汉姆流体流变方程及渗流运动方程为基础,研究了宾汉姆流体柱—半球形渗透注浆形式的半球体部分扩散半径及柱体部分扩散高度的理论计算公式;分析了宾汉姆流体流变性、注浆压力、地下水压力及注浆管半径对柱-半球形渗透注浆形式的半球体部分扩散半径及柱体部分扩散高度的影响;并设计注浆试验对其进行验证。结果表明,由宾汉姆流体柱-半球形渗透注浆形式的半球体部分扩散半径及柱体部分扩散高度理论公式计算出的半球体部分扩散半径及柱体部分扩散高度理论值与注浆试验的实测值间有25%~30%范围内的差异,处于可接受误差的范围内。因此,研究成果可为实际注浆施工提供理论支撑与指导作用。

黏度时变性宾汉体浆液的柱-半球形渗透注浆机制研究

浆液黏度时变性对注浆扩散范围计算值影响很大。基于宾汉体浆液的流变方程与流体黏度时变性方程,建立了黏度时变性宾汉体浆液的流变方程与渗流运动方程,并依据某些假设,推导了时变性宾汉体浆液柱-半球形渗透注浆机制及探讨了半球体部分扩散半径l1与柱体部分扩散长度m的关系:m=(2l1/3)(2n+1)。通过设计室内注浆试验对其进行了验证,结果表明:由黏度时变性宾汉体浆液的柱-半球形渗透机制计算的半球体部分扩散半径、圆柱体部分扩散长度及注浆扩散体体积的理论值与试验测量值虽分别有15%、10%及40%左右的差异,但都处于可接受误差范围内,因而,在总体上能较好地反映黏度时变性宾汉体浆液的柱-半球形注浆渗透规律,对注浆设计、施工和理论研究等方面具有一定的参考价值与指导作用。

石门揭煤破碎围岩注浆加固理论及应用

为了对鹤煤八矿-655轨道石门处破碎围岩进行注浆加固,基于黏度时变性宾汉体浆液,根据浆液扩散机理对围岩注浆加固技术展开探讨。在相关假设基础上,建立了黏度时变性宾汉体浆液的柱-半球形渗透注浆模型。由宾汉体浆液的流变方程与流体黏度时变性方程,推导出了浆液的有效扩散半径,确定了合理的浆液控制范围和注浆孔布置方式,并对注浆前后瓦斯抽采效果进行验证,结果表明,注浆后瓦斯抽采纯量提升了25.3%。