地下含水层帷幕注浆单液水泥浆扩散规律研究

帷幕注浆逐渐成为矿井水害防治的主要技术手段之一,为解决帷幕工程中注浆孔间距的布设问题,通过室内试验得到帷幕注浆材料单液水泥浆的物理性能参数,采用COMSOL数值软件建立了地下含水层帷幕注浆单液水泥浆扩散数值模型,研究了地下含水层帷幕注浆工程中单液水泥浆的扩散机制。研究结果表明:单液水泥浆水灰比越大,浆液的凝结时间越长黏度越大,而结石率与抗压强度越小,根据所得浆液性能参数针对不同地层特征选取相应水灰比的浆液进行注浆;地下含水层帷幕注浆单液水泥浆的扩散形式以注浆孔为中心的圆形扩散,单液水泥浆的扩散半径随注浆时间的增加而增大,且扩散半径最终趋于稳定,稳定后的浆液扩散半径平均值为10.22 m,浆液扩散的范围可达到20.44 m;单液水泥浆扩散半径的理论计算与数值计算结果较为一致,理论解与数值解之间的误差小于5%,证明作者建立的数值模型用于研究帷幕注浆浆液扩散范围具有一定的可靠性。基于研究结果,选取帷幕注浆孔距为20 m,2排交错布孔,建立有效宽度约为40 m的帷幕墙,以阻隔帷幕墙外侧含水层中地下水向井田内的补给。帷幕墙建造完成后,通过检查孔对受注地层进行取心,得到含有浆液结石体的岩心,实验室测试得到其抗压强度为11.2 MPa,能够满足帷幕墙建设的强度要求,证实帷幕注浆工程中注浆孔间距布设合理。

水泥标准稠度用水量的测定

介绍了水泥标准稠度用水量的标准测定方法。

充填注浆浆液稳定性能试验研究与工程应用

为了科学评价充填注浆浆液的稳定性能,设计浆液稳定性能测试装置,定义浆液稳定性系数指标,对黏土水泥浆液和纯水泥浆液在不同注浆参数下的浆液稳定性能进行定量评价,探讨浆液稳定性能对充填注浆工程的影响,并结合实际工程对研究结果进行验证。结果表明:纯水泥浆液和黏土水泥浆液稳定性能受注浆参数和地层排水条件影响明显,相同条件下黏土水泥浆液稳定性能优于纯水泥浆液,且两者均与水固比呈负相关关系,而与注浆压力和地层排水条件呈正相关关系;稳定性能较好的浆液,具有较高的充填率,其有效扩散距离也相对较大,但扩散距离则相对较小,黏土水泥浆液稳定系数小于83%或水泥浆液稳定系数小于71%时,易产生沿斜面的剪切破坏;实际充填注浆工程中,在地层参数一定的情况下,为保证较好的充填率,宜选用稳定性较好的浆液,应匹配好孔排距与浆液稳定性能两者之间的关系,可通过调节浆液水固比和注浆压力得到较好的浆液稳定系数。试验结果对充填注浆理论与工程应用具有一定指导意义。