流固耦合作用下含不同長度裂隙灰?guī)r注漿加固特性試驗研究

陳軍濤 ，李 昊 ，賈東秀 ，馬 慶,5 ，李文昕,2

（1.山東科技大學(xué) 能源與礦業(yè)工程學(xué)院, 山東 青島 266590；2.煤炭資源高效開采與潔凈利用國家重點實驗室, 北京 100013；3.山東科技大學(xué) 礦業(yè)工程國家級實驗教學(xué)示范中心, 山東 青島 266590；4.山東能源新汶礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司 邱集煤礦, 山東 德州 251105；5.清華大學(xué) 水沙科學(xué)與水利水電工程國家重點實驗室, 北京 100084）

0 引 言

山東能源集團(tuán)黃河北煤田區(qū)域內(nèi)煤層總儲量達(dá)4 億多噸，因煤層頂?shù)装寤規(guī)r含水層影響，受水害威脅的煤炭資源占比高達(dá)87%，盡快解放受水害威脅的煤炭資源，成為黃河北煤田發(fā)展的首要問題[1]。灰?guī)r含水介質(zhì)由溶隙(溶孔)和洞隙共同組成，隨著時間的推移，溶隙(溶孔)和洞隙被水流溶蝕逐漸相互連通成巖溶裂隙[2]，引發(fā)的工作面突涌水災(zāi)害嚴(yán)重制約著煤炭資源的安全高效開采[3–4]。

“探、防、堵、疏、排、截、監(jiān)”等綜合治理措施的落實，能夠有效防范水害事故發(fā)生[5–11]。注漿屬于“堵”的范疇，是綜合治理措施中的重要一環(huán)。國內(nèi)外學(xué)者通過室內(nèi)試驗對巖石的力學(xué)性能展開研究[12]，并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了巖石注漿加固機理及注漿加固體的力學(xué)性能與滲透性能[13–15]。徐樹媛等[16–17]采用相似材料模型試驗與滲流試驗方法研究了裂隙巖體的滲流特征以及不同裂隙率采動巖體的滲透性能，驗證了裂隙巖體的水平滲透系數(shù)與垂向滲透系數(shù)均與裂隙率呈正相關(guān)關(guān)系。楊米加[18]從隨機裂隙巖體結(jié)構(gòu)模擬、注漿滲透規(guī)律及其隨機性和各向異性特征以及注漿加固穩(wěn)定性分析等方面開展研究，建立了巷道圍巖注漿的滲流及加固后穩(wěn)定性分析的模型；……