为了研究淋水软弱巷道注浆加固与封堵围岩过程中浆液渗透扩散机理并优化注浆参数,采用流固耦合数值分析方法探索浆液在岩体中的运动扩散规律,并给出合理注浆压力、时间与浆液水灰比;基于弹塑性与渗流理论分析水渗透压作用下注浆加固半径与塑性区大小关系,确定合理注浆深度。研究结果表明:高水黏度时变特性浆液在岩体中的扩散范围随着压力、水灰比和注浆时间增加而增大,针对石碣峪矿井地质生产条件,合理注浆压力为2.5 MPa,水灰比为2∶1,注浆时间约为30 min;随注浆半径增大塑性区半径减小,但减幅变小,得出合理注浆半径约为10.29 m;在注浆半径5.5 m、渗流压力0.5 MPa下,巷道围岩塑性区半径为2.84 m,大于无渗流塑性区半径2.10 m;在深孔锚索注浆治理淋水软弱巷道中采用优化后的注浆参数,取得了良好的效果。

国家自然科学基金(51574243)；中国矿业大学(北京)越崎杰出学者奖励计划(800015Z1138)；中央高校基本科研业务费专项资金(800015J6)；

1 工程背景
2 浆液渗透扩散机理
2.1 注浆模型
2.2 控制方程
2.2.1 黏度时变方程
2.2.2 煤岩体孔隙率
2.2.3 等温条件下渗透率
2.2.4 渗透扩散方程
2.2.5 应力场方程
（1） 固液耦合的有效应力场方程如下:
（2） 岩体应力场控制方程:
2.3 边界条件、初始条件及注浆参数
2.3.1 边界条件
（1） 注浆边界条件。
（2） 应力边界条件。
2.3.2 初始条件
2.3.3 注浆参数
2.4 结果与讨论
2.4.1 浆液扩散范围随时间变化规律
2.4.2 不同注浆压力下岩体中浆液压力分布规律
2.4.3 不同注浆压力下浆液扩散半径规律
2.4.4 不同水灰比浆液在岩体中压力分布规律
3 注浆加固后渗流影响下塑性区范围分析
3.1 模型建立与求解
3.2 结果分析
4 工程应用
4.1 注浆参数优化
4.2 现场工程应用
4.2.1 注浆孔布置
4.2.2 支护布置
4.3 注浆封堵加固评价
5 结 论

何文瑞,何富连,张坤,徐祝贺.淋水软弱巷道注浆加固扩散机理与参数优化的研究[J].矿业科学学报,2019,4(03):221-229.