注浆加固煤体力学性质与渗透率试验研究

发布时间：2020-08-07 07:17

【摘要】：瓦斯抽采是保证煤矿采掘作业安全施工的重要途径之一,然而由于煤层钻孔有效密封关键技术问题,严重制约了瓦斯抽采钻孔的施工。基于此,提出了瓦斯抽采钻孔施工过程中的帷幕注浆加固技术。运用自主搭建的注浆加固煤体力学性质与渗透率试验平台,本论文系统测定了注浆材料粘度及凝胶时间、注浆固结煤体力学性质及渗透率,分析了目标参数影响关系,取得了一定创新性成果,对帷幕注浆加固技术完善具有重要科学与工程意义。(1)根据纯水泥浆液试验获得的水灰比-粘度-抗压强度影响关系优选出的水灰比,设计以水胶比、粉煤灰掺量、微硅粉掺量以及聚乙烯醇纤维掺量为影响因素的4因素3水平正交试验,获得注浆材料粘度及凝胶时间等浆液性能影响规律。结果表明,水胶比和微硅粉含量对浆液粘度及凝胶时间具有显著影响;浆液的粘度与凝胶时间呈线性关系,浆液粘度越大,凝胶时间越短,浆液粘度越低,所需凝胶时间越长。(2)开展了不同固结条件下煤体力学性质与渗透率试验,获取了应力-应变关系曲线及渗透率测试数据,并进行了方差和极差分析。结果表明,水胶比和微硅粉含量对固结煤体力学性质影响显著;微硅粉含量同时也对固结煤体渗透率具有显著影响。(3)分析了不同试验体系下,粘度-抗压强度、粘度-渗透率影响关系,结果显示,注浆材料粘度与固结煤体抗压强度呈正相关关系,而与渗透率呈负相关关系。分析认为,这与材料浆液水化反应充分程度有关,水化反应越充分,固结煤体抗压强度越高,渗透率越低。论文共进行了40组次试验,提供了大量图像资料及实测数据,研究成果为瓦斯抽采钻孔施工过程中的帷幕注浆加固技术实现工业化应用提供了理论和依据和实践基础。
【学位授予单位】：黑龙江科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD712.6

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本文编号：2783668