開展西部地區(qū)泥質(zhì)弱膠結(jié)巖體注漿漿液滲流及其所注加固體力學(xué)特性研究對(duì)改善泥質(zhì)巷道圍巖穩(wěn)定性具有重要意義。本書以內(nèi)蒙古五間房煤田西一礦3-3號(hào)煤層底板弱膠結(jié)泥巖注漿為研究對(duì)象, 開展了水泥基注漿材料與弱膠結(jié)泥巖物理力學(xué)參數(shù)特征、承壓狀態(tài)下粗糙裂隙注漿漿液非線性流動(dòng)特性、承壓狀態(tài)下破碎泥巖注漿加固及其宏觀-細(xì)觀破壞特性、巷道底板泥巖注漿漿液擴(kuò)散機(jī)制及加固控制效應(yīng)研究。
我國西部地區(qū)特殊的成巖環(huán)境和沉積過程,形成廣泛分布的泥質(zhì)弱膠結(jié)地層,其強(qiáng)度低、易破碎,又因其富含黏土礦物,遇水易軟化、崩解,部分呈強(qiáng)膨脹特性,導(dǎo)致此類泥質(zhì)巷道圍巖的完整性和強(qiáng)度大幅降低;加之地下采礦活動(dòng)造成圍巖應(yīng)力重分布,進(jìn)一步加劇圍巖破裂損傷,極易造成圍巖失穩(wěn)破壞,引發(fā)工程災(zāi)害,給煤炭資源安全高效開采帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。注漿是改善此類破裂泥巖穩(wěn)定性的有效手段,目前對(duì)注漿加固體力學(xué)特性研究較多,而對(duì)破裂泥巖注漿漿液滲透特性的相關(guān)研究較少,尤其缺乏泥巖注漿漿液非線性滲流方面的研究,因此亟待開展泥巖注漿漿液非線性滲流及其加固特性研究。作者科研組以破裂泥巖注漿為研究對(duì)象,通過自主研發(fā)的泥巖注漿試驗(yàn)系統(tǒng),采用室內(nèi)試驗(yàn)、理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對(duì)破裂泥巖注漿漿液非線性滲流機(jī)制及其加固特性進(jìn)行研究,為泥巖注漿方案設(shè)計(jì)提供理論和技術(shù)支撐。
書中大部分內(nèi)容是作者近年來的學(xué)術(shù)研究成果,這些成果的獲得離不開他人的幫助,感謝華潤電力(錫林郭勒)煤業(yè)有限公司西一礦提供地質(zhì)資料和試驗(yàn)巖樣,同時(shí)對(duì)書中所引用文獻(xiàn)的作者致以崇高的敬意!
感謝江蘇省自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目(BK20220234)、江蘇高校哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目(2021SJA1103)、國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(51574223)等的資助;此外,編寫過程中得到了蘇善杰老師、王圣程老師、黃蘭英老師、仇培濤老師、畢曉茜老師、馬仁偉老師、許昌毓博士等的幫助,在此一并表示感謝。
本書由徐州工程學(xué)院學(xué)術(shù)著作出版基金資助出版,在此謹(jǐn)表感謝!
限于作者水平,書中在觀點(diǎn)和方法上可能會(huì)存在片面性,懇請(qǐng)各位專家和讀者批評(píng)指正。
1 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 存在的問題
1.4 研究內(nèi)容和方法
2 水泥基注漿材料與泥巖物理力學(xué)特性分析
2.1 水泥基注漿材料特性分析
2.2 泥巖特性分析
2.3 本章小結(jié)
3 承壓狀態(tài)下粗糙裂隙漿液非線性流動(dòng)特征
3.1 承壓狀態(tài)下裂隙巖體注漿漿液流動(dòng)可視化試驗(yàn)系統(tǒng)
3.2 承壓狀態(tài)下不同水灰比對(duì)漿液流動(dòng)特性影響
3.3 承壓狀態(tài)下裂隙不同粗糙度對(duì)漿液流動(dòng)特性影響
3.4 承壓狀態(tài)下粗糙多裂隙注漿漿液流動(dòng)特性
3.5 本章小結(jié)
4 承壓狀態(tài)下破碎泥巖注漿加固及宏觀-細(xì)觀破壞特性
4.1 承壓狀態(tài)下破碎泥巖注漿可視化試驗(yàn)系統(tǒng)及試驗(yàn)方案
4.2 承壓狀態(tài)下破碎泥巖注漿加固體力學(xué)及宏觀-細(xì)觀破壞特性
4.3 本章小結(jié)
5 巷道底板破裂泥巖注漿漿液擴(kuò)散機(jī)制及加固控制效應(yīng)
5.1 工程概況
5.2 巷道底板泥巖裂隙-基質(zhì)微孔注漿漿液擴(kuò)散特性
5.3 巷道底板破碎泥巖注漿加固及穩(wěn)定控制
5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 主要結(jié)論與創(chuàng)新點(diǎn)
6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)