煤田地质与勘探

作者：牟林,

关键词：动水巷道, 突水, 骨料灌注, 截流, 试验平台, 可视化,

通过骨料灌注法进行动水巷道截流堵水是矿井淹没后进行救援和复矿的重要方法。为研究骨料灌注截流堵水机理，基于水头高度、流速、巷道尺寸、倾角、糙度、骨料粒径、灌注速度等因素建立大型骨料灌注截流试验平台，并依托平台进行单孔、多孔灌注试验，分析动水巷道骨料运移堆积规律。结果表明：骨料正常灌注期间堆积体具有向下游运移生长的特性，迎水面和背水面由涡流控制的坡脚形态存在差异化现象；低流速条件下骨料会快速接顶且孔间存在空腔，高流速条件下孔间堆积体逐渐接龙、灌注量在下游相互叠加；残余过水通道沿截面呈U形分布，存在扰流接顶效应、空气掏蚀效应、堵孔效应、溃坝冲刷效应等典型动力学现象；结合解析法和数值法，对骨料颗粒的起动速度及典型现象进行计算和模拟，验证了试验平台的可靠性；通过浆液灌注实验验证浆液配比和骨料粒径对注浆效果存在重要影响，浆液在骨料堆积体中存在“上多下少”的空间分带性。试验平台的研制对截流堵水工程技术优化具有指导意义。

来源：2021年第5期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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