水泥基復(fù)合材料帶壓注漿封孔測(cè)壓技術(shù)研究.pdf

1、造成瓦斯壓力測(cè)定成功率較低除了人為因素等原因之外，其中一個(gè)重要的原因就是測(cè)壓封孔不嚴(yán)密，目前封孔存在的主要問(wèn)題有：封孔的起始位置選擇不合理、封孔長(zhǎng)度難以確定、封孔工藝和注漿壓力不合理、封孔材料不適用，難以封堵巷道周圍煤巖體的裂隙等。本文通過(guò)對(duì)與煤層瓦斯壓力測(cè)定中封孔質(zhì)量密切相關(guān)的巷道周圍煤巖體應(yīng)力應(yīng)變及蠕變效應(yīng)、封孔注漿材料、封孔起始位置、封孔長(zhǎng)度和注漿壓力進(jìn)行理論、數(shù)值模擬計(jì)算、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)以及現(xiàn)場(chǎng)工程應(yīng)用檢驗(yàn)等方面的研究。
　　

2、本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)巷道周圍巖體物理力學(xué)特性進(jìn)行研究，之后進(jìn)行了巷道周邊應(yīng)力應(yīng)變以及塑性區(qū)的數(shù)值模擬，同時(shí)對(duì)成莊煤礦煤巷的蠕變效應(yīng)進(jìn)行研究，得出了巷道蠕變效應(yīng)對(duì)鉆孔密封性的影響，找出了合理的封孔起始位置（鉆孔孔口向里6.8m以上）和合理的封孔長(zhǎng)度（11m），為達(dá)到改善封孔效果，準(zhǔn)確測(cè)定煤層瓦斯壓力奠定了理論基礎(chǔ)。得出了埋深越深、巷道斷面越大，蠕變效應(yīng)對(duì)巷道的影響越大，彈塑性區(qū)的范圍也就越大，因而在封孔時(shí)必須考慮埋深和巷道斷面因素對(duì)封

3、孔起始位置和封孔長(zhǎng)度的影響。⑵對(duì)鉆孔周邊應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，得出了鉆孔周邊應(yīng)力應(yīng)變及塑性區(qū)模型。封孔距離較短時(shí)時(shí)，選擇球形注漿理論，封孔距離較長(zhǎng)時(shí)，選擇柱面注漿理論，本文采用柱面注漿理論進(jìn)行注漿研究，并建立了鉆孔注漿模型。⑶加入了復(fù)配早強(qiáng)劑與緩凝劑改性后，超細(xì)硫鋁酸鹽注漿材料性能有了很大的提高，優(yōu)化選取早強(qiáng)改性劑、流動(dòng)性改性劑和煤體表面浸潤(rùn)性改善劑的配比，使得摻加了多種外加劑的硫鋁酸鹽注漿材料可以保證注漿材料注入煤體后能夠以較快

4、的速度反應(yīng)凝結(jié)，同時(shí)產(chǎn)生較強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度以及在注入煤體前具有良好的流動(dòng)性，同時(shí)超細(xì)化以后注漿材料對(duì)于微裂隙的充填也有很好的效果，且凝固后體積也并未出現(xiàn)收縮。⑷通過(guò)對(duì)成莊礦的現(xiàn)場(chǎng)本煤層鉆孔測(cè)壓真實(shí)情況進(jìn)行數(shù)值模擬和實(shí)測(cè)驗(yàn)證，研究了巷道蠕變效應(yīng)對(duì)鉆孔封孔起始位置以及封孔段長(zhǎng)度的影響。采用了注改性后的硫鋁酸鹽水泥基注漿材料進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)注漿封孔試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明：改性后的超細(xì)硫鋁酸鹽水泥基注漿材料可以對(duì)煤壁裂隙進(jìn)行擴(kuò)散充填，且填充效果良好。采用數(shù)值模