堆積角對采空區充填墩柱承載力影響試驗研究

朱世彬，王曉東，許剛剛，苗賀朝

(中煤科工集團西安研究院有限公司，陜西 西安 710000)

0 引 言

煤礦資源一直作為我國的主要資源被人們廣泛開采與利用，受不同年代技術水平的限制，煤礦開采后遺留大量采空區，一方面嚴重影響礦井安全高效生產[1-3]，另一方面，隨著現代化進程加快，很多橋梁、鐵路、建筑等工程需要經過采空區，這些尚未治理的大空洞采空區成為威脅人們生活的主要因素，亟待治理[4-5]。實踐證明，全充填注漿法是當前采空區治理的常用方法，具有施工簡便、可根治、適用范圍廣等優勢[6-9]，但由于全充填漿液濃度較低，流動性較強，所注漿液既充填采空區空洞，又充填采空區裂隙，且漿液經常通過裂隙流走，注漿方量巨大，浪費大。為進一步降低成本，高濃度漿液正逐步進入科研人員的視野[10-14]。高濃度漿液具有濃度高、黏度大、擴散距離有限等特點，因此，用其充填采空區既可防止漿液沿裂隙流走，又可以通過控制漿液配比和濃度等因素控制其擴散距離和堆積形態，并按設計需求對采空區進行局部支撐。目前，關于高濃度漿液輸送性能方面已有大量研究。于潤滄等[15]將流體參數和流變參數共同引入漿體顆粒的微觀受力分析，建立了臨界流態濃度的數學模型，提出了“臨界流態濃度”的概念；王洪江等[16]研究了飽和率、泌水率、全尾砂級配對充填膏體性質的影響，發現當顆粒半徑超過70 μm 時，顆粒基本不具有保水性能，粒度為 20～98 μm 的尾砂顆粒對漿體的泌水性能影響較大；……