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矿井突涌水严重威胁着煤矿的安全生产,注浆技术作为有效治理矿井水害的手段之一,发挥着重要的作用,因此,裂隙岩体在动水条件下的注浆研究十分必要。本文利用模拟粗糙单裂隙和粗糙裂隙网络动水注浆试验平台,在室内开展注浆模拟试验研究,得到了浆液的扩散过程、注浆压力变化规律、渗流压力变化规律、堵水效果等,分析了各因素对注浆堵水效果的影响。主要内容和成果如下:(1)获得了粗糙单裂隙动水注浆效果的影响因素次序。在室内开展了模拟粗糙单裂隙动水注浆正交试验,依据Bardon标准粗糙度曲线,选取JRC值为2-4、6-8、12-14、18-20的粗糙单裂隙进行动水注浆正交试验研究。正交试验采用四因素四水平,将JRC值、浆液胶凝时间、初始动水流速、裂隙开度作为正交试验的四种因素。试验结果表明影响粗糙单裂隙动水注浆效果的因素依次为标准粗糙度系数、裂隙开度、初始动水流速、浆液胶凝时间。(2)获得了粗糙单裂隙动水注浆渗流压力场特征。试验表明,粗糙单裂隙动水注浆的渗流场分为“单峰型”、“多峰型”、“平台型”三种类型。同一试验中,六个测点所测的渗流压力曲线具有较好的规律性,“单峰型”渗流压力场多见于裂隙面粗糙度系数较大、裂隙开度较小时注浆;“多峰型”渗流压力场多见于初始动水流速较大、裂隙面粗糙度系数较小时的注浆;“平台型”渗流压力场多见于初始动水流速较小、裂隙面粗糙度系数较大时的注浆。(3)获得了粗糙单裂隙动水注浆浆液扩散模式与粗糙度的关系。试验发现,浆液的扩散模式与裂隙面粗糙度有关,JRC值越小,浆液扩散越容易,导致浆液胶结较为困难,初始动水流速越大,浆液最后的形态越不完整。(4)建立了粗糙裂隙网络动水注浆试验系统,通过平行试验获得了注浆效果和JRC值之间的关系。根据巴顿的10条标准粗糙度曲线,加工出10种不同的带有巴顿标准粗糙度曲线的裂隙网络模型,进行平行试验研究,将初始动水流速、浆液胶凝时间、注浆量作为试验因素,控制相同的水平,结果发现JRC值越大,浆液堵水效果越好,同时浆液扩散形态越完整。(5)获得了粗糙裂隙网络动水注浆效果的影响因素次序。开展模拟粗糙裂隙网络动水注浆正交试验研究,进行了四因素四水平实验。结果表明影响注浆效果的因素依次为初始动水流速(B)、裂隙面标准粗糙度系数(A)、注浆流量(D)和浆液胶凝时间(C)。(6)获得了粗糙裂隙网络动水注浆渗流压力场特征。注浆过程中,渗流压力变化保持着很好的一致性,八个测点的变化形态基本相同,根据渗流压力变化曲线的形状分为“多峰型”、“单峰型”、“平台型”和“整体上升型”四种类型。