采矿结束后,采空区内会充满大量从顶板冒落下来的以及人工充填的松散碎石体。在回采矿柱过程中,周边采空区内松散碎石体的混入是造成矿石贫化的主要原因,如何减少回采过程中的矿石贫化一直是工程界关注的问题。本文采用注浆的方法改善矿柱周边松散碎石体的性能,减少矿柱回采过程中废石的混入,降低矿石的贫化。在注浆过程中,由于松散碎石体内部结构的复杂性以及浆液自身性质的多变性,使得浆液在地层中的运动受着多种因素的影响。目前现有的注浆理论还不能对注浆过程中浆液的运动以及注浆加固效果做出准确的预测和评价。因此,本文对水泥浆液在松散碎石体中的注浆过程进行研究,并根据研究的需要,开展了一系列相关研究:(1)开展室内试验,研究水泥浆液的流变性质,得到结论:随着水灰比的增大,水泥浆将逐渐从宾汉姆流体向牛顿流体转化;水泥浆液的扩散距离随着水灰比的增大而增大,并且最终趋于一常数;对于较高浓度的水泥浆,随着水灰比的增加其析水特性变化较小;对于较稀的浆液,其析水率的增大幅度随其水灰比的增大而显著提高;(2)研究浆液在松散碎石体中的流动规律,利用管道流理论和渗流理论研究和推导水泥浆液的管流特性及其在松散碎石体中的渗流公式;(3)自制一套室内小型模拟注浆装置,用于测定松散碎石体特性与注浆量、注浆压力、浆液水灰比、浆液扩散距离等注浆参数之间的关系。(4)运用建立的注浆理论公式,以云南锡业集团公司老厂分矿竹叶山坑的矿柱回采工程为背景,进行了注浆加固松散碎石体的工业试验研究,为成功解决矿柱回采过程中的矿石贫化问题提供了一种新的方法。室内以及现场注浆试验结果表明:注浆后松散碎石体的性质得到了很好的改善。本文为注浆的研究提供了一种新的方法,对于揭示水泥浆液在松散碎石体等大孔隙介质中的注浆运动规律有着重要的理论意义。