基于CT 掃描的受載破裂煤樣注漿封堵效應量化研究

李雁，李兵，姚帥，姚邦華

（1.徐州工程學院 土木工程學院，江蘇 徐州 221000；2.河南理工大學 安全科學與工程學院，河南 焦作 454000）

0 引言

煤炭長期在我國能源結構中占主導地位[1]。隨著我國淺部煤炭資源日益枯竭，煤炭開采逐步向深部延伸，煤與瓦斯突出等災害防控形勢嚴峻。礦井瓦斯抽采是預防煤與瓦斯突出的重要技術手段，但是我國煤礦井下瓦斯抽采長期存在封孔質量低下的難題，造成鉆孔漏氣失效問題嚴重，抽采效率普遍較低[2]。

瓦斯抽采鉆孔漏氣失效是巷道內的空氣沿著鉆孔圍巖裂隙通道進入鉆孔的現象[3]。提高注漿封孔質量是改善瓦斯抽采鉆孔圍巖力學性質、減少鉆孔漏氣的主要方法。國內外學者針對注漿漿液擴散規律、注漿漿液堵漏降滲機制等開展了大量研究并取得了豐碩成果[4-9]，對于揭示煤巖體的注漿堵漏降滲效應具有重要意義。近年來，煤巖體介質結構觀測CT 掃描技術的快速發展及其量化分析的技術優勢，使其在煤巖體裂隙結構分析方面逐步得到應用。郭東明等[10]借助CT 掃描系統，研究了裂隙煤體注漿后漿液對煤體裂隙的充填效果。魏建平等[11]結合工業 CT 及數值模擬開展了注漿下裂隙煤體的堵漏降滲特性研究。楊仁樹等[12]在實驗室條件下利用 CT掃描技術對泥巖試件注漿前后的裂隙變化情況進行了分析，并評價了裂隙封堵效果。但注漿煤體裂隙的CT 掃描和分析研究尚處于起步階段，對瓦斯抽采鉆孔注漿封孔漏氣研究多停留在定性分析階段，對于不同破壞形式煤體注漿封堵效應的定量研究還較少，這限制了瓦斯抽采鉆孔注漿封孔效果的定量分析和漏氣機制的科學揭示。……