基于COMSOL Multiphysics的斷層帶注漿數(shù)值模擬研究.pdf

1、斷層不僅使得礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜化，還會(huì)降低工程巖體的穩(wěn)定性，是礦井突水的主要誘發(fā)因素之一。另外，斷層破碎帶往往成為地下水的賦存區(qū)間和運(yùn)移通道。張集煤礦Fs866為西二采區(qū)邊界斷層，落差25～60m，延展長度2412m，對(duì)A組煤1413A首采工作面的安全回采構(gòu)成嚴(yán)重威脅。
　　為保證工作面的安全回采，在分析A組煤開采水文工程地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，對(duì)Fs866斷層帶進(jìn)行注漿改造。為驗(yàn)證斷層注漿的效果，本文將注漿對(duì)象（斷層破碎帶及影響帶）

2、視為“管道-裂隙”雙重介質(zhì)，建立了斷層注漿水文地質(zhì)概念模型;采用多場(chǎng)耦合的方法將注漿實(shí)際中存在的動(dòng)水條件、高地應(yīng)力、裂隙和孔隙水壓、注漿壓力等要素綜合考慮在內(nèi)。應(yīng)用Comsol Multiphysics軟件被利用于模擬漿液的運(yùn)移擴(kuò)散規(guī)律，并從漿液滲透的動(dòng)態(tài)過程、漿液擴(kuò)散斷面、單注漿孔漿液擴(kuò)散半徑和裂隙流體平均密度變化四個(gè)方面對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行分析。另外，論文從鉆孔水量、水溫、水壓的變化，吸水率、物探成果、P-Q曲線分析和鉆孔取芯檢查等實(shí)際指

3、標(biāo)出發(fā)，利用多元信息擬合對(duì)注漿效果進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明:
　　(1)研究對(duì)象Fs866斷層帶具有一定的含、導(dǎo)水性，為了避免開采擾動(dòng)引起斷層“活化”對(duì)Fs866斷層帶進(jìn)行注漿加固，最終在斷層帶形成注漿帷幕，達(dá)到堵水加固效果。
　　(2)漿液以注漿孔為中心呈近似圓環(huán)狀分布，擴(kuò)散半徑與時(shí)間呈正相關(guān)，而擴(kuò)散速度在逐漸減小，并最終趨于零。
　　(3)斷層影響帶的漿液擴(kuò)散范圍處于斷層破碎帶和完整巖層之間，且裂隙發(fā)育程度越大