基于“两介质-三界面”模型的散煤注浆固结宏细观规律

论文摘要

为了预判水泥浆注浆加固淮北矿区松散煤层效果,提供合理注浆参数,确保松散破碎围岩体注浆加固后稳定,文章基于离散元思想,将散煤和水泥视为颗粒,结合散煤-水泥浆胶结体单轴压缩试验和颗粒流模拟软件,研究散煤注浆加固效果,从宏-细观角度揭示散煤水泥浆注浆加固规律。文章构建了散煤-水泥"两介质-三界面"模型;校核了散煤-水泥浆胶结体三界面细观力学参数,分析了颗粒配比和胶结体孔隙率对散煤注浆加固效果的影响规律。研究结果表明:"两介质-三界面"模型包括散煤颗粒、水泥颗粒,散煤颗粒之间胶结界面、水泥颗粒之间的胶结界面和散煤与水泥颗粒之间的胶结界面,模型不仅能够模拟常规岩体力学实验,还能够进行胶结参数影响特性研究,适用于散体介质注浆加固效果预判;散煤-水泥浆胶结体单轴压缩强度σc和弹性模量E随着散煤与水泥颗粒配比γ增加先增大后减小,存在最佳配比,散煤含量增加的过程分为初期骨料强化和后期胶结弱化两个阶段;胶结体单轴压缩强度σc和弹性模量E随着孔隙率n增加而加速减小,粒径越小、充填程度越高的注浆材料,加固效果越好。在现场注浆设计施工过程中,根据现场围岩破碎程度,优选粒径小、可注性好的浆液,能够获得较好的注浆加固效果。

论文目录

• 1 固结体“两介质-三界面”模型的构建
• 2 颗粒粒径及散煤固结体配比实验
•   2.1 散煤与水泥颗粒粒径
•   2.2 散煤固结体配比实验
• 3 散煤固结体“两介质-三界面”模型细观参数校核
• 4 散煤注浆固结规律
•   4.1 固结体力学参数配比影响规律拟合分析
•   4.2 固结体力学参数孔隙率影响规律拟合分析
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李桂臣,孙长伦,孙元田,崔光俊,钱德雨

关键词: 散煤,水泥浆,孔隙率,宏细观,两介质三界面模型

来源: 煤炭学报 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 矿业工程

单位: 中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室,中国矿业大学矿业工程学院

基金: 国家重点研发计划资助项目(2016YFC0600901),国家自然科学基金资助项目(51574224),国家自然科学基金青年科学基金资助项目(51704277)

分类号: TD265.4

DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2018.0528

页码: 427-434

总页数: 8

文件大小: 696K

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