煤田地质与勘探

作者：邹军, 郭艳, 桂和荣, 汪伟民, 陈振林, 刘发明, 戴亚男, 胡洋, 陈增宝, 李俊, 高川, 李恒,

关键词：底板区域治理, 浆液流型, 浆液剪切实验, 浆液屈服强度, 淮北煤田恒源煤矿,

目的和方法近年来，地面定向钻区域注浆是煤矿区底板灰岩水害的首选技术。在其注浆工程实施中，浆液扩散半径一直备受关注，而浆液扩散半径受浆液剪切屈服强度(简称“屈服强度”)、浆液相对密度、注浆压力等多种因素制约，影响现场注浆工程实施效果，其中屈服强度无法现场测试。以淮北煤田恒源煤矿实际注浆工况为例，通过配制不同水灰比浆液，开展浆液剪切实验，分析初始黏度、凝结时间等因素影响，获得屈服强度参数，探讨屈服强度对浆液扩散半径、注浆压力等因素的影响。结果和结论结果显示：(1)恒源煤矿P.O42.5级水泥制成的相对密度1.2~1.6的水泥浆，随着初凝时间的增加，浆液的初始黏度总体上随浆液相对密度的增大而增大，浆液相对密度越大，黏度增长越快。(2)区域注浆水泥在初凝之前的剪切应力在0~17 Pa，屈服强度在0~13 Pa；浆液相对密度1.2、1.3的浆液易于流淌，适用于底板太原组第三层灰岩窄而深的细微裂缝的灌注。(3)相同注浆条件下，随浆液屈服强度增加浆液扩散范围减小，当屈服强度为0.5 Pa时，浆液扩散范围大于35 m；当屈服强度大于1.5 Pa时，浆液扩散范围开始小于10 m。(4)示踪试验验证，实际浆液扩散较远处水泥主要来自屈服强度较低的相对密度为1.2的浆液，与室内实验结果相一致。该研究对注浆治理工程实施具有一定的参考作用。

来源：2025年第4期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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