煤田地质与勘探

作者：钱自卫, 谭春智, 孙强, 王海, 张改玲,

关键词：烧变岩, 三维重构, 渗流特征, 孔洞裂隙, 注浆减渗,

背景烧变岩区是煤层自燃形成的特殊地质体，其内部发育的孔洞裂隙系统为地下水赋存与运移提供了优势空间，但对邻近煤层安全开采构成严重水害威胁。方法针对这一工程难题，采用三维重构技术系统解析烧变岩内部空隙结构特征，并通过室内渗流实验与注浆实验，揭示典型烧变岩的渗流规律与注浆减渗机制。结果和结论(1)烧变岩试样内部孔洞裂隙高度发育，空隙结构呈现复杂多变的空间展布特征，贯通大孔裂隙占总空隙的56.72%，主要孔裂隙网络间连通性一般。(2)渗流实验表明，烧变岩渗流水力梯度与流速呈现显著非线性特征，其渗流动力学行为符合Forchheimer方程表征规律，不同渗流方向的渗透性差异显著，渗透系数相差约50%。(3)黏土水泥浆在烧变岩孔裂隙系统中具有良好的可注性，其有效扩散距离主要受孔裂隙喉道的几何约束效应控制，随着与注浆口的距离增大，浆液对孔裂隙的充填比例逐渐降低。(4)烧变岩注浆后减渗效果显著，被注体的渗流水力梯度与流速仍呈现非线性特征，且注浆后 14 d内减渗率随时间延长逐渐增长并最终趋于稳定。研究成果为烧变岩区煤层开采水害防治提供了的理论依据与技术参考。

来源：2025年第7期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

查看煤田地质与勘探杂志2025年第7期