水泥基復(fù)合材料帶壓注漿封孔測壓技術(shù)研究.pdf

1、造成瓦斯壓力測定成功率較低除了人為因素等原因之外，其中一個重要的原因就是測壓封孔不嚴密，目前封孔存在的主要問題有：封孔的起始位置選擇不合理、封孔長度難以確定、封孔工藝和注漿壓力不合理、封孔材料不適用，難以封堵巷道周圍煤巖體的裂隙等。本文通過對與煤層瓦斯壓力測定中封孔質(zhì)量密切相關(guān)的巷道周圍煤巖體應(yīng)力應(yīng)變及蠕變效應(yīng)、封孔注漿材料、封孔起始位置、封孔長度和注漿壓力進行理論、數(shù)值模擬計算、實驗室實驗以及現(xiàn)場工程應(yīng)用檢驗等方面的研究。
　　

2、本研究主要內(nèi)容包括：⑴對巷道周圍巖體物理力學特性進行研究，之后進行了巷道周邊應(yīng)力應(yīng)變以及塑性區(qū)的數(shù)值模擬，同時對成莊煤礦煤巷的蠕變效應(yīng)進行研究，得出了巷道蠕變效應(yīng)對鉆孔密封性的影響，找出了合理的封孔起始位置（鉆孔孔口向里6.8m以上）和合理的封孔長度（11m），為達到改善封孔效果，準確測定煤層瓦斯壓力奠定了理論基礎(chǔ)。得出了埋深越深、巷道斷面越大，蠕變效應(yīng)對巷道的影響越大，彈塑性區(qū)的范圍也就越大，因而在封孔時必須考慮埋深和巷道斷面因素對封

3、孔起始位置和封孔長度的影響。⑵對鉆孔周邊應(yīng)力應(yīng)變進行了數(shù)值模擬研究，得出了鉆孔周邊應(yīng)力應(yīng)變及塑性區(qū)模型。封孔距離較短時時，選擇球形注漿理論，封孔距離較長時，選擇柱面注漿理論，本文采用柱面注漿理論進行注漿研究，并建立了鉆孔注漿模型。⑶加入了復(fù)配早強劑與緩凝劑改性后，超細硫鋁酸鹽注漿材料性能有了很大的提高，優(yōu)化選取早強改性劑、流動性改性劑和煤體表面浸潤性改善劑的配比，使得摻加了多種外加劑的硫鋁酸鹽注漿材料可以保證注漿材料注入煤體后能夠以較快

4、的速度反應(yīng)凝結(jié)，同時產(chǎn)生較強的抗壓強度以及在注入煤體前具有良好的流動性，同時超細化以后注漿材料對于微裂隙的充填也有很好的效果，且凝固后體積也并未出現(xiàn)收縮。⑷通過對成莊礦的現(xiàn)場本煤層鉆孔測壓真實情況進行數(shù)值模擬和實測驗證，研究了巷道蠕變效應(yīng)對鉆孔封孔起始位置以及封孔段長度的影響。采用了注改性后的硫鋁酸鹽水泥基注漿材料進行現(xiàn)場注漿封孔試驗，試驗結(jié)果表明：改性后的超細硫鋁酸鹽水泥基注漿材料可以對煤壁裂隙進行擴散充填，且填充效果良好。采用數(shù)值模