基于管道—裂隙型岩溶水径排系统特征的注浆封堵技术研究

发布时间：2020-10-28 18:29

　　 我国南方岩溶发育强烈,水文地质条件复杂多变,在此区域内进行矿山开采、深基坑开挖等工程活动往往会遇到大规模岩溶涌水。岩溶地区含水介质结构及物理循环机制复杂,岩溶涌水具有流量大、流速高的特点,故在注浆封堵过程中,需根据含水介质及岩溶水径排特点,采用不同的注浆技术、工艺及注浆材料。本文以广西临江露采矿区为研究对象,研究总结了临江露采矿区管道-裂隙型岩溶水径排系统。基于理论分析、数值模拟、室内试验的方法研究了该管道-裂隙型岩溶水径排系统的注浆封堵技术和注浆材料,取得一系列研究成果,具体体现在以下几个方面:(1)总结分析了几种类型的岩溶致灾介质及岩溶水径排系统,进而研究临江露采矿区岩溶含水系统的径排特征,根据介质结构划分致灾风险等级,研究临江露采矿区典型岩溶水径排系统模型。(2)针对岩溶水径排系统的裂隙-溶洞介质,研究非连续帷幕注浆截流的布置方法,通过综合探查方法确定富水区域和岩溶管道的主要过水通道,设计并优化了非连续帷幕的布置及参数。(3)为保证非连续帷幕带的实施效果,降低充填裂隙-溶洞介质的成本,采用室内试验的手段开展了纤维改性水泥基浆液的研究,通过添加聚丙烯纤维、泥质粉砂土等混合料,研究得到了具有初凝时间长且可控、抗折强度及抗压强度良好的改性水泥基浆液。(4)基于浆液在管道内的留存条件,简化岩溶管道-裂隙型水力模型,对岩溶管道控流降速进行了理论分析,研究了岩溶管道控流比例的计算方法,研究了局部水头损失系数ξ及水位差H对控流水量的影响。(5)研究了岩溶管道注浆的控流降速技术,即在涌水口实施了止浆垫控流降速方法。基于Abaqus有限元软件研究了多引流管对止浆垫位移及应力的影响,分别提取了单条引流管、双条引流管及三条引流管应力、位移云图及相应测线的应力、位移监测曲线图,综合分析引流管数目对止浆垫应力及位移的影响,优化了止浆垫设计方案。研究了止浆垫控流耦合注浆的岩溶管道封堵技术。
【学位单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TD743
【部分图文】：

图１．２矿区丰水期日均排水量趋势??Ｆｉｇ?１．２?Ｄａｉｌｙ?ａｖｅｒａｇｅ?ｗａｔｅｒ?ａｎｄ?ｃｏｌｌａｐｓｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｄｉｓｃｈａｒｇｅ?ｔｒｅｎｄ??

图１．３岩溶地表塌陷??

快速流紊流与级慢移流介质的三端元划分[54]
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本文编号：2860446