煤岩体防渗堵水加固浆液试验及应用研究

摘要

注浆是一种岩土体加固技术，在煤矿井下巷道的加固、巷道涌水的封堵、坝体坝基防渗堵漏、基坑加固、建筑物抬升或纠偏、边坡和地基加固等工程中都得到了广泛的应用，并且其实用性非常强，效果显著。同时，各种注浆新材料、新工艺和新设备层出不穷，极大地促进了注浆技术的发展，注浆材料及浆液性能的研究也是注浆技术中不可缺少的一个重要组成部分。 本文通过采用收集前人资料、室内试验、理论分析以及现场工程应用等研究方法，对煤岩体防渗堵水加固浆液及其应用进行了较为深入的研究，主要内容包括： （1）详细阐述了注浆技术的发展现状，包括注浆材料、注浆理论、注浆工法，并提出了目前存在的问题，系统总结和分析了渗透注浆的基础理论。 （2）经过查阅相关文献资料以及大量室内试验研究，提出煤岩体防渗堵水加固浆液的组分由水泥、粉煤灰、粘土、生石灰、硫酸钠等组成。利用正交试验，确定了浆液配比的最佳范围。浆液的性能测试结果表明，浆液具有良好性能，其浆液结石体具有很好的防渗堵水加固效果及耐久性，且浆液的性能与浆液各组份的含量有关。固化破碎煤岩体的试验表明，固化后能有效提高固化体的强度。 （3）分析了煤岩体防渗堵水加固浆液的固化反应机理与煤岩体的注浆防渗堵水加固机理，并对注浆效果的评价方法和影响因素进行系统的归纳和分析。 （4）通过实际工程应用试验表明，所配制的煤岩体防渗堵水加固浆液在煤岩体中采取小流量、低压、间歇式、超前长钻孔帷幕注浆，结合短孔注浆方法，有效地控制了煤层段的涌水，现场注浆防渗堵水加固效果良好。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1问题的提出

1.2注浆概述

1.3注浆技术的研究现状及存在问题

1.3.1注浆材料的研究现状及存在问题

1.3.2注浆理论的研究现状及存在问题

1.3.3注浆工法的研究现状及存在问题

1.4本文主要研究内容

2煤岩体裂隙特征及渗透注浆理论

2.1煤岩体中裂隙的特征

2.2煤岩体渗透注浆的理论

2.2.1地下水运动法

2.2.2恒定断面的水力学法

2.2.3不定断面的水文地质法

2.2.4浆液球状与柱状扩散机理

3煤岩体防渗堵水加固浆液的室内试验研究

3.1注浆理想浆液的性能特点

3.2煤岩体防渗堵水加固浆液组成成分

3.3试验设计

3.3.1正交设计法及其优缺点分析

3.3.2均匀设计法及其优缺点分析

3.3.3基于正交设计法的试验设计

3.4煤岩体防渗堵水加固浆液的试验结果及其分析

3.4.1煤岩体防渗堵水加固浆液物理性能

3.4.2煤岩体防渗堵水加固浆液力学性能

3.4.3煤岩体防渗堵水加固浆液结石体的抗渗性能

3.4.4煤岩体防渗堵水加固浆液结石体的耐久性能

3.5煤岩体防渗堵水加固浆液固化煤体的实验室研究

4煤岩体注浆堵水加固作用机理初探

4.1煤岩体防渗堵水加固浆液固结机理分析

4.2浆液与煤岩体之间的相互作用

4.2.1浆液与煤岩体的物理作用

4.2.2浆液与煤岩体的化学作用

4.3煤岩体注浆堵水加固机理初探

4.3.1注浆堵水机理

4.3.2注浆加固机理

5煤岩体注浆效果评价及影响因素研究

5.1注浆效果评价与其检测

5.1.1堵水效果的评价与其检测

5.1.2加固效果的评价与其检测

5.2煤岩体注浆效果影响因素初探

5.2.1注浆材料性质对注浆效果的影响

5.2.2煤岩体性质对注浆效果的影响

5.2.3注浆工艺对注浆效果的影响

5.2.4注浆设计参数对注浆效果的影响

6工程应用研究

6.1工程概况

6.2工程地质及水文地质条件

6.3注浆工程设计

6.4注浆材料选择

6.5注浆技术参数设计

6.6注浆施工工艺

6.7注浆效果分析

6.7.1防渗堵水效果

6.7.2加固效果

7结论

致 谢

参考文献

附 录