冻结孔封孔缓凝水泥浆液流变性能研究及可沉管分析

研究了缓凝水泥浆液的表观粘度及流变性能随养护时间的变化关系,推导了缓凝水泥浆液用于冻结孔封孔时,判断冻结管能否在规定时间内下沉到底部的理论公式。结果表明,缓凝水泥浆液的表观粘度随养护时间的延长而增长,且在20h左右出现粘度的突增点;缓凝水泥浆液的流变模型属于宾汉模型,且其动切力及动力粘度随养护时间的延长而增长;该缓凝水泥浆液及理论推导公式,已成功地应用于门克庆煤矿副井冻结孔封孔技术中。

冻结孔封孔缓凝水泥浆液封水性能测试方法

首先采用小试件测定了浆液结石体的渗透系数、结石体与冻结管胶结面处单位时间内单位周长的渗流量(水力梯度为1时)和结石体与冻结孔胶结面处单位时间内单位周长的渗流量(水力梯度为1时);然后基于上述小试件渗透性能指标进行理论分析,得出了封孔结石体的封水性能理论计算公式;最后通过物理模拟试验,对上述理论计算公式进行了验证。结果表明:进行小试件渗透性能指标测试后,通过理论计算判定封孔结石体的封水性能的方法是可行的。

养护温度和养护时间对缓凝水泥浆液表观粘度及流变性能的影响研究

采用35℃养护温度下,初凝时间可达到55h20min左右、终凝时间可达到57h30min左右的缓凝水泥浆液,在20℃、25℃、30℃、35℃和40℃五个养护温度条件下,进行了浆液表观粘度的实验研究。结果表明,随着养护温度的提高,浆液的表观粘度随之增大,且浆液养护到一定时间后,其表观粘度有突然增长的趋势。同时进行了缓凝水泥浆液流变性能试验,结果表明,缓凝水泥浆液的流变模型符合宾汉流体,且随着养护时间的增长和养护温度的提高,浆液的动力粘度和动切力随之增大,并呈线性规律。基于上述研究,推导出了冻结管下沉底部时,其所受缓凝水泥浆液粘滞力的计算公式。

某铁矿冻结孔的缓凝水泥浆固管充填技术

近年来,冻结法凿井技术在我国富水岩层矿井建设中的应用越来越广泛。为防止冻结壁融化后冻结孔成为竖向导水通道,威胁矿井的安全,冻结孔必须开展固管充填处理。针对某铁矿回风井冻结法凿井面临的地层条件及钻孔泥浆特点,通过室内及现场试验研究,获得了具有良好稳定性、较长缓凝时间且能与钻孔化学泥浆相容的缓凝水泥浆液配方,并研究制订了合理的冻结孔固管充填施工技术与工艺。冻结孔固管充填技术在该矿井的成功应用,证实了所研发的缓凝水泥浆液配方及相关施工技术与工艺的可行性与可靠性。