煤岩裂隙注浆模型研究：浆液扩散与渗透率变化

"裂隙煤体注浆浆液扩散规律及变质量渗流模型研究" 本文主要探讨了裂隙煤体中浆液注入的过程及其对瓦斯抽采钻孔封孔效果的影响。研究的核心是理解浆液如何在煤岩裂隙中扩散以及如何降低其渗透性，从而提高封孔的质量。通过分析注浆过程中裂隙煤体内部质量的变化，研究人员推导出了浆液封堵裂隙的质量守恒方程和浆液流动方程，这是理解浆液扩散和封堵机制的基础。 浆液在煤体裂隙中的行为直接影响到其对裂隙结构的改变，进而影响渗透率。因此，作者们进一步推导了裂隙和渗透率变化的方程，据此构建了一个变质量渗流模型，该模型考虑了浆液对裂隙煤体堵漏降渗的作用。这个模型的独特之处在于它能动态反映浆液颗粒在煤体裂隙中的沉积过程，以及这些过程如何改变裂隙结构和渗透率。 为了验证所构建的模型，研究人员进行了实际的注浆实验，使用注浆实验系统对带有裂隙的煤样进行处理，并在注浆前后的煤样上进行了CT扫描和渗透率测试。实验结果与理论模型的预测相吻合，显示模型能够准确描述浆液扩散和渗透率降低的规律。 通过数值模拟，研究人员进一步分析了裂隙煤体中浆液扩散和降渗的动态过程。模拟结果显示，浆液颗粒在渗流扩散作用下逐渐填充裂隙，导致煤体渗透率的持续下降，这与实验观测到的现象一致，进一步验证了模型的合理性。 这项研究为量化分析浆液颗粒的运动规律和优化瓦斯抽采钻孔的封孔效果提供了新的理论基础。未来的工作可以基于此模型，进一步探索如何更有效地控制浆液注入，以实现最佳的封孔效果和瓦斯抽采效率。这项研究成果不仅有助于提升煤矿安全，也有助于推动煤炭行业的技术进步和环境保护。