化學注漿固結砂微觀孔隙與力學特性研究

袁世沖，張改玲

(1.中國礦業大學 資源與地球科學學院，江蘇 徐州 221116；2.華北有色工程勘察院有限公司， 河北 石家莊 050021；3.河北省礦山地下水安全技術創新中心，河北 石家莊 050021)

0 引 言

化學注漿是煤礦井筒穿越富水砂層或導水裂隙帶溝通上部厚松散層誘發工作面突水潰砂災害的一種常用的防滲加固手段，可顯著提高松散砂層的整體穩定性與抗滲性能，從而達到穩固砂源和切斷水砂通道的目的[1-2]。化學漿液泛指所有有機高分子類漿材，例如丙烯酰胺類、木質素類、脲醛樹脂類、聚乙烯醇類等黏時變類漿液，相比于傳統的無機類漿材，例如水泥、粉煤灰、改性黏土類漿液；具有低壓條件下良好的滲透擴散特性及長期抗滲加固穩定性。化學注漿技術已經在神東、晉北、魯西、兩淮及陜北等多個全國重要煤炭基地的100多個井筒和采掘工作面中得到了應用，對嚴重變形破裂井壁進行了有效修復，對厚松散層開采可能造成的突水潰砂及淹井事故進行了有效防治，保障了礦井的安全和煤炭的高效開采[3-5]。

國內外學者針對化學注漿的理論與實踐進行了大量的研究，注漿理論方面的研究主要運用室內試驗與數值模擬2種方法，注漿實踐方面的研究則主要集中在現場實測、注漿效果檢驗與工藝創新3個方面。郭密文[6]研究了高壓封閉環境下改性脲醛樹脂漿液在飽和松散孔隙介質中的擴散機制與模式；楊志全等[7]、葉飛等[8-9]建立了基于賓漢姆流體黏時變特性的滲透注漿理論模型，并推導了擴散半徑與注漿壓力的理論公式；……