采矿与安全工程学报 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (4): 887-897.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2025.0310

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废弃井巷注浆改造垃圾处置库氯离子沿浆-岩界面运移试验及模拟

李文帅1,谢鹏1,唐丽雯1,蒋邦友2,李兆霖3,张茂青1   

  1. 1. 山东科技大学土木工程与建筑学院,山东青岛266590;2. 山东科技大学能源与矿业工程学院,山东青岛266590;3. 安徽理工大学煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室,安徽淮南232001
  • 出版日期:2026-07-15 发布日期:2026-07-21
  • 通讯作者: 蒋邦友,E-mail: Jiangbangyou123@163.com,Tel: 15953207610
  • 作者简介:李文帅(1990— ),男,山东省邹城市人,博士,副教授,从事深部岩体力学与地下工程灾害防控、深部岩体力学与围岩控制理论与技术等方面的研究。
  • 基金资助:
     国家自然科学基金项目(52204144);山东省自然科学基金项目(ZR2022QE232);深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室开放基金项目(SKLMRDPC22KF05)

Experimental and simulation study on chloride ions migration along the grout-rock interface in waste disposal repository reconstructed by abandoned coal mines

  • Online:2026-07-15 Published:2026-07-21

摘要: 浆-岩界面之间存在界面过渡区,在将废弃井巷注浆改造为垃圾处置库时可能会发生污染物沿注浆岩体浆-岩界面的迁移扩散。为探究污染物(以氯离子为例)沿浆-岩界面运移规律,利用X射线显微成像系统、TOP INDUSTRIE STAC 600-600岩石三轴试验仪,开展浆-岩界面微观结构试验及氯离子沿浆-岩界面的运移试验,探究围压及运移时间影响下的氯离子运移规律,并构建氯离子运移模型。研究结果表明:水泥石与岩石之间胶结区域可能会出现垂直于界面的纵向微裂隙、平行于界面的横向微裂隙及较为明显的低密度(高孔隙)区域;在渗透压作用下,随着围压的增加,氯离子运移高度逐渐降低,而渗透时间越久,氯离子沿浆-岩界面的上升高度也就越大;构建氯离子沿浆-岩界面的运移模型,并利用COMSOL软件开展模拟验证,模拟研究结果与室内试验结果吻合度较好,验证了所建立的氯离子沿浆-岩界面运移模型的有效性与合理性,可以为下一步工程尺度数值模拟提供借鉴。

关键词: 废弃矿井, 注浆改造, 浆岩界面, 氯离子, 运移模型

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