矿井裂隙动水注浆堵水技术研究与应用

"本文主要探讨了矿井裂隙动水注浆堵水的研究，涉及注浆封堵技术、裂隙水处理、相似模拟与数值模拟方法以及水颗粒沉积机理。通过对浆液黏度变化和在动水中扩散固化的分析，研究了浆液在裂隙中的行为，发现浆液沉积充填可以分为可凝结固化区和不可凝结固化区。注浆速率和动水速度对浆液扩散和沉积的影响显著，高速注浆和低速动水条件有利于提高封堵效果。此外，通过观测钻孔瓦斯压力变化，评估了瓦斯抽放的效果，揭示了抽放时间、抽放半径和影响半径的变化规律。" 在矿井作业中，遇到裂隙动水问题时，注浆封堵技术是一种重要的解决手段。该技术基于浆液的物理特性，如黏度和固化能力，以有效地填充和固化裂隙，阻止水流。通过对浆液在动水环境下的扩散形态和凝结固化机理的研究，可以优化注浆工艺，提高封堵效率。相似模拟和数值模拟是两种常用的辅助分析工具，它们可以帮助理解浆液在复杂地质条件下的行为，如水颗粒沉积过程和浆液注入动水时的压力场变化。 在实际应用中，浆液在裂隙内的沉积分布不是均匀的，而是根据浆液的浓度分为可凝结固化区和不可凝结固化区。随着注浆速率的增加，浆液更易形成稳定的沉积状态，扩大有效凝结范围。相反，动水速度增大则会减小浆液的扩散范围，限制其沉积充填作用。 通过对钻孔瓦斯压力的长期观测，可以评估瓦斯抽放的效果。观测数据显示，随着抽放时间的延长，瓦斯压力普遍呈现下降趋势，且下降幅度与抽放半径和影响半径有关。抽放有效半径指的是抽放作业对周围区域影响最明显的范围，而抽放影响半径则是压力降低达到一定阈值的区域。不同抽放时间段的数据表明，这两个半径会随时间变化，但到一定时间后，压力变化趋于稳定。 综合这些研究，对于郑煤集团超化煤矿二1煤层23071工作面的情况，确定了在特定抽放负压和钻孔直径条件下，瓦斯抽放的有效性和影响范围。同时，研究表明，抽放时间、抽放负压和钻孔设计都是影响瓦斯抽放效果的重要因素。 矿井裂隙动水注浆堵水研究结合了理论分析和实际操作，旨在提高矿井安全和作业效率，减少水资源的浪费，并优化瓦斯抽放策略。这些研究结果对于类似矿井的工程实践具有重要的指导意义。