注浆-级配组合煤体渗透的“水塞”效应研究

doi:10.13545/j.cnki.jmse.2024.0283

采矿与安全工程学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (3): 648-659.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2024.0283

注浆-级配组合煤体渗透的“水塞”效应研究

张磊,曹妍,张尧,杨世华,初雨航,张天军

西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安 710054

出版日期:2025-05-15 发布日期:2025-05-21
通讯作者: 张天军，E-mail： tianjun-zhang@xust.edu.cn，Tel：13201827306
作者简介: 张磊(1990— ),男,湖南省益阳市人,讲师,硕士生导师,从事矿山灾害力学及防控技术方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金面上项目(52374228);国家自然科学基金青年项目(52104216)

The study of the “water plug” effect on the permeability of the composite coal mass mixed with grouting and graded sampl

Online:2025-05-15 Published:2025-05-21

摘要/Abstract

摘要： 孔周破碎-裂隙煤体注浆后形成注浆体与破碎煤体复合的组合煤体,其渗透特性是影响钻孔抽采瓦斯效果的关键因素。为探究这类组合煤体的渗透特性,采用改进的LFTD1812型三轴渗透仪,开展了双组合煤体下位级配与上位高度变化的三轴逆序渗透试验,系统分析了孔隙率、流速、渗透率及其在多级加载下的变化规律。研究表明:随着渗透压升高,上位煤体对渗透速度的抑制能力呈现出强抑制、过渡和弱抑制3个阶段,且该抑制能力为试样的固有属性。轴压对组合体试样渗透的抑制作用弱于上位煤体,但随着上位煤体高度h的增加,轴压的抑制效果显著增强。组合体试样渗透过程受渗透压影响较大,其随着渗透压增大存在线性减小和指数型降低两种趋势。渗透基质颗粒越大,阻塞区域范围越广,“水塞”效应越明显,但当渗透压超过一定阈值后,“水塞”效应消失。此外,组合体下位Talbol指数n2与标准试样Talbol指数对渗透规律的影响不同,n2增大会导致试样渗透率降低且变化范围缩小,使渗透过程趋于稳定,表现为显著的渗透抑制作用。

关键词: 渗透率, 组合煤体, 注浆范围, 气体渗透, “水塞”效应

中图分类号:

TD 712

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注浆-级配组合煤体渗透的“水塞”效应研究

The study of the “water plug” effect on the permeability of the composite coal mass mixed with grouting and graded sampl

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