瓦斯抽采鉆孔封孔水泥砂漿黏度時變性擴散模型
作者：張宏圖, 李陽, 姚邦華, 王冕
單位：河南理工大學河南省瓦斯地質與瓦斯治理重點實驗室—省部共建國家重點實驗室培育基地
煤炭安全生產與清潔高效利用省部共建協同創新中心河南能源化工集團有限公司新義煤礦
摘要：為準確預測瓦斯抽采鉆孔水泥砂漿注漿封孔漿液擴散特征，根據注漿流固耦合理論，考慮漿液黏度時變性對水泥砂漿擴散的影響以及應力對煤體形變的影響，提出瓦斯抽采鉆孔水泥砂漿封孔黏度時變性擴散模型，采用COMSOL數值模擬研究不同注漿壓力下的漿液擴散分布特征與考慮漿液黏度時變性對注漿擴散范圍結果的影響，并在新義煤礦開展現場試驗驗證。研究結果表明：①瓦斯抽采鉆孔水泥砂漿封孔黏度時變性擴散模型，綜合考慮了漿液黏度時變性以及注漿壓力對煤體形變的影響，可以更全面地對注漿時漿液擴散特性進行預測；②水灰比為0.9時，水泥漿注漿效果較好，對應的水泥漿黏度隨時間增大逐漸增大，呈指數函數關系增長；③漿液黏度時變性對漿液擴散范圍有直接影響，考慮漿液黏度時變性較將漿液黏度考慮為常數漿液時擴散范圍更小；④通過瓦斯抽采鉆孔黏度時變性水泥砂漿擴散模型的現場實際驗證效果可知，最優封孔注漿壓力為1.4MPa。研究結果可為進一步優化水泥砂漿注漿封孔方案和提高瓦斯抽采鉆孔封孔質量提供理論支撐。
關鍵詞：注漿壓力,黏度時變性,漿液擴散半徑,擴散模型,瓦斯抽采
作者簡介：張宏圖(1988—)，男，河南駐馬店人，講師，碩士生導師，博士。
通訊作者：姚邦華(1984—)，男，山東濰坊人，副教授，碩士生導師，博士。
專題來源中國煤炭行業知識服務平臺：http://www.chinacaj.net/i,3,12120,0.html
