煤矿开采覆岩离层注浆浆液配比优化试验研究

覆岩离层注浆充填技术是一种煤矿绿色开采新技术,能有效控制离层上方的地表沉陷,对保护地表建筑物安全及生态环境稳定具有重要意义。为了探究离层注浆浆液最优配比,本文选取水固比、固相比、水玻璃掺量和悬浮剂掺量四个浆液性质的主要影响因素,采用正交试验和单因素试验的方法探究各因素对浆液的比重、粘度、析水率和结石率的影响。试验结果表明,水固比是控制浆液性质的主控因素。其他影响因素中,固相比对粘度影响较大,水玻璃掺量对析水率、结石率影响较大。单因素实验中,各电厂粉煤灰浆液随水固比减小,浆液析水率减小,结石率增加,粘度增加,即浆液中粉煤灰质量比越大,浆液稳定性、填充效果越好,但扩散半径越小。随着水固比减小,达到某一水固比值后,浆液粘度将显著增大。不同电厂粉煤灰浆液性质不相同,因此在注浆前对拟用粉煤灰进行试配是必要的。     

废弃泥浆改性同步注浆材料试验研究

泥水盾构施工过程中会产生大量的废弃泥浆,针对废弃泥浆的处理难题,介绍了一种新型泥浆处理方法。将废弃泥浆作为盾构同步注浆材料应用于同步注浆液,并研究了泥浆对同步注浆液性能的影响。研究结果表明:用废弃泥浆配制的同步注浆液分层度、泌水率明显降低,很好地解决了同步注浆液泵送过程中的堵管问题,凝结时间有一定的增加,可通过控制泥浆比重与泥浆量来缩短凝结时间。流动性也能满足注浆要求。并用废弃泥浆配制出抗水分散性较好的同步注浆材料,最大7 d水陆强度比达0.81。     

钻井泥浆的开发应用及固化处理

钻井法目前已广泛应用于矿山建设工程,但钻井泥浆的处理一直是钻井法难点问题之一.本文探讨了泥浆在工作面预注浆、壁后充填注浆、冒空区充填注浆和离层带充填注浆中的应用.并论述了泥浆的固化处理问题.     

浅谈废弃泥浆处理方法的技术应用

由于钻井废弃泥浆丢弃会给环境造成严重污染,所以无害化处理废泥浆的方法在不断改进、更新。本文针对现有几种无害化处理方法,包括固化处理、注入安全地层、回填处理、脱水回收、焚烧处理、再循环使用;并且对有发展前景的粉煤灰处理法、微生物处理法、废泥浆作为复混肥料添加剂等新方法进行了介绍和展望。新方法可实现钻井废泥浆的"无毒、无害、低成本、可工业化再利用",是一项工业污染源综合治理,保护环境的先进技术。     

顶管废浆成分对混凝沉降的影响试验研究

泥水顶管施工中产生大量废浆,废浆中不仅残存着前序泥浆配置时的掺加剂,还残存着顶进地层中混入的某些物质,这导致废浆成分复杂,目前这些成分对泥浆混凝沉降特性的影响未知。针对此问题,该文配置了不同梯度的膨润土、NaCl、羧甲基纤维素钠（CMC）及聚阴离子纤维素（PAC）废浆,研究了成分对废弃泥浆混凝沉降特性的影响。研究发现,膨润土由于其阳离子交换特性,将其掺入泥浆后会导致泥浆沉降效果的恶化,当膨润土含量大于4%时,废弃泥浆几乎不发生沉降。NaCl、CMC及PAC由于各自电性中和、絮凝架桥的特性,将其掺入泥浆后泥浆沉降特性相较于基料膨润土泥浆均有不同程度的改善,其中CMC组泥浆经CPAM处理后仅需300 s即可使浓缩泥层含水率降至114%。基于研究结果,文章对泥浆配置与废浆处理两个方面进行了讨论,以期为同类工程带来参考及借鉴。     

水泥-水玻璃浆液在圆砾层的扩散规律

基于浆液在孔隙介质中的渗流方程,推导出了圆砾层中浆液流动时间、注浆量、扩散半径的计算式,并在一定的假设条件下,获得了水泥-水玻璃浆液粘度随时间变化的规律,探讨了不同注浆压力和浆液流动时间对浆液扩散半径的影响.浆液扩散半径随注浆压力的增大呈非线性增大,随浆液流动时间的增大呈非线性减小.圆砾层防渗注浆工程实例验证了圆砾层双液注浆计算式的正确性.     

盾构壁后注浆材料配比及注浆效果分析

盾构壁后注浆浆液需根据实际工程,满足相应的工作性能要求;并达到一定的注浆效果。基于室内试验和现场试验,分析了各注浆材料掺比与浆液工作性的关系,提出了适合工程施工的浆液配比。通过探地雷达技术对注浆效果进行分析评价,得出拱顶注浆效果好于边墙。应注意对壁后注浆效果不佳区域及时补注浆液,防止地层塌陷。     

利用工业废渣无害化处理钻井废泥浆实验研究

采用工业废渣为原料,通过正交实验制备新型钻井废泥浆固化剂PS,并通过土工性能和污染物浸出检测,比较了该固化剂与传统固化材料对钻井废泥浆的固化效果。结果表明,PS固化剂固化钻井废泥浆后抗压强度较高,饱水1 d、2 d、3 d、4d后的强度分别降低了5.11%、9.28%、7.26%、4.63%,冻融循环后试样强度和质量分别损失7.2%和0.5%,相对于粉煤灰-石灰拥有更高的强度和水冻稳定性;同时,COD、硫化物、石油类等污染物浸出得到有效的控制。另外,采用XRD和SEM对固化机理进行了初步探究,结果表明,PS固化剂与钻井废泥浆反应生成水化硅酸钙、水化铝酸钙、钙矾石等晶体,使固化体变得致密,有效增加泥浆强度和稳定性,抑制污染物的浸出。     

黏土固化浆液充填富水岩溶的抗渗性能研究

为了研究黏土固化浆液充填富水岩溶的抗渗性能,开发了一套室内富水岩溶浆液结石体渗透系数测试装置.通过室内试验,模拟了不同注浆参数和地层排水速度下黏土固化浆液充填富水岩溶的注浆过程,得到了浆液结石体的完整试样,测得了岩溶水养护下试样的渗透系数.试验结果表明:黏土固化浆液具有良好的加固防渗性能,岩溶水养护下28d渗透系数可达1×10-6 cm/s,完全满足富水岩溶充填注浆防渗设计要求;各因素对结石体渗透系数影响程度依次为注浆压力、浆液水固比、地层排水速度,且结石体渗透系数与浆液水固比、地层排水速度呈正相关关系,与注浆压力呈负相关关系.对于实际注浆工程,在地层排水速度一定的情况下,可通过调节注浆压力、优化浆液水固比等方式,来获得较优的结石体抗渗性能.通过电子显微镜扫描进行微观分析可知:微观结构上的差异与宏观结石体渗透系数的变化规律一致,随着注浆压力的增大,颗粒间间距逐渐减小,结石体电镜结构形态依次表现为松散絮状、松散片状、较密实团状及密实板状,结石体密实度进一步提高.     

浅论钻井废泥浆对环境的危害及处理技术

由于石油钻井的野外作业特征，施工现场所有的废弃物几乎全部排放积存于废泥浆储存坑内，这使得钻井废弃物中的有害成分笺鸯化，曼终形成一种由粘土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑等组成的多相悬浮性的钻井废泥浆。本文对钻井废泥浆的组成进行了介绍，分析了其对环境的危害，并对其处理技术进行了深入的阐述。     

卵石土及泥岩侵入地层中泥浆配比试验研究

泥浆支护是泥水盾构实现安全掘进的关键,泥浆压力是否能快速有效的传递到开挖面将影响地层的稳定性控制,而泥浆的配比将直接影响泥浆压力的转化。为保证泥浆在卵石土及泥岩侵入地层中的支护效率,本文以成蒲铁路紫瑞隧道工程为依托,开展了一系列泥浆渗透成膜试验以确定泥浆的合理配比。研究结果表明：泥浆的配比对盾构掘进的效率有明显影响,密度和粘度偏小的泥浆会导致泥浆滤失量过大,泥浆压力不能及时形成;而密度和粘度偏大的泥浆会导致刀盘泥饼的产生,降低盾构掘进效率。本文通过泥浆渗透试验与现场实测,在有效成膜和防结泥饼之间确定了最佳的泥浆配比。该泥浆配比的确定及调整方案在现场取得了良好的效果,以期为泥水盾构在类似地层中施工提供参考。     

盾构隧道壁后注浆浆液时变半球面扩散模型

在假定注浆浆液为粘度时变性流体且浆液沿半球面扩散的前提下,应用达西定律对盾构管片注浆扩散半径及浆液对管片产生的压力进行了理论推导,得到了浆液扩散半径及对管片产生的压力的计算式.通过具体实例,对比分析了考虑浆液粘度时变性和不考虑浆液粘度时变性2种条件下注浆压力、注浆时间、浆液初始粘度、土体渗透系数对浆液扩散半径及浆液压力的影响,得到了浆液压力的分布形式.分析结果表明,注浆压力和土体渗透系数较大且注浆时间较长时,浆液的粘度时变性对浆液扩散范围和压力的影响显著;可通过调整注浆压力、注浆时间、浆液特性来调整注浆效果.     

考虑自重的盾构壁后注浆浆液驱替渗透扩散

针对砂砾石地层中盾构壁后注浆施工过程,考虑浆液扩散过程的自重作用及浆液驱替效应,分析不同位置注浆孔浆液的渗透扩散特征.首先分析了重力作用下宾汉姆浆液渗透扩散运动方程,根据浆液球形扩散的连续性方程,建立浆液驱替渗透扩散模型,并给出顶部和底部注浆孔浆液扩散的解析解.计算结果表明:当考虑浆液驱替效应时,重力作用对浆液扩散距离的影响更加显著.基于浆液驱替效应的渗透扩散模型表明:在高渗透性地层中,当采用低压注浆时,随着注浆时间的增加,浆液所受重力对浆液渗透扩散过程的影响显著.     

断层破碎带泥水盾构绿色泥浆试验研究

为解决大部分泥水盾构所用泥浆难以降解、污染性强、废浆量大、制浆成本高等问题,提出几种价格低廉、绿色环保的泥浆添加剂,并通过试验分析各添加剂对泥浆性能指标的影响,最终建议将麦芽糊精作为泥浆添加剂代替传统泥浆添加剂.根据断层破碎带的特点,提出一种绿色经济、适用性强的泥浆配比,即水:黏土:膨润土:无水碳酸钠:麦芽糊精=700...     

佳木斯市江北水源工程松花江穿越隧道盾构施工泥浆性能研究

在泥水平衡盾构施工过程中,针对佳木斯地质条件的具体情况,经过对泥浆的反复调配、试验,找出了适合本地层的泥浆配比。解决了在富水砂砾石地层中采用膨润土加粉质粘土混合浆液充当砂石输送载体、土体开挖面护壁支撑介质的难题,为泥水平衡盾构在富水砂砾石地层中施工提供了一些思路。     

安塞富县组防塌泥浆研究及现场试验

安塞油田富县组泥页岩地层不稳定,塌层井径扩大,长期给钻井工作带来很大困难.为了解决这个问题,通过对富县组泥页岩成份和理化指标的分析,证实该地层不稳定是组成泥页岩的伊利石缺K~+的水敏性所致.针对这一特性,对无机盐和聚合物抑制剂进行防塌能力的试验研究,优选出适合该地层的KCl-聚合物不分散低固相泥浆的组成和配方.经现场试验,较好地解决了富县组地层不稳定问题.     

富水弱渗地层立井施工注浆加固技术

采用具有凝固强度高、无毒、阻燃、环保安全、初始粘度低、凝胶时间短的低孔隙溶胶类化学浆液作为注浆材料,制定了浆液扩散范围、注浆压力、注浆结束标准等注浆方案参数,完成了属于富水弱渗地层的文家坡煤矿风井井筒注浆施工,解决了工作面涌水大的技术难题.工程实践表明,针对富水弱渗地层地质条件的立井井筒化学注浆方案设计合理,技术措施可行.研究成果对类似工程有参考价值.     

烧料礓石-遗址土注浆浆液工作性能

为揭示烧料礓石-遗址土裂隙注浆浆液的工作性能,分析不同水固比、浆液配比、浆液组成(烧料礓石-粉磨遗址土(CGN-G)、烧料礓石-天然松散遗址土(CGN-N))对浆液流变性能、流动性以及泌水稳定性的影响.结果表明, CGN-G、CGN-N浆液的稠度系数随水固比、浆液配比的减小而增大,流动度、泌水率均与之相反;相比CGN-N浆液, CGN-G浆液的流变指数、流动度、泌水率平均降低3.28%、 7.50%、 83.62%,稠度系数平均增大3.28%;扫描电镜和颗粒分析试验揭示颗粒微观形貌、比表面积、颗粒堆积状态是影响烧料礓石-遗址土裂隙注浆浆液流变性能、流动性以及泌水稳定性的重要因素.证明CGN-G浆液具备更为均衡的工作性能,适宜作为土遗址裂隙注浆材料.     

高压上浆的工艺特点及其浆纱效果研究

详细阐述了浆纱工艺与上浆质量之间的关系。通过对压浆力、浆液浓度、浆液粘度等工艺参教以及织机效率等质量指标的分析研究,得出高压上浆能有效的提高浆纱质量。     

盾构隧道壁后注浆窜浆分析

以盾构施工中壁后注浆浆液顺着盾体与地层之间的空隙流至开挖面的现象为背景,基于宾汉姆流变方程,推导了该现象发生条件的理论公式,并分析硬岩地层、软土地层以及盾构爬坡三种工况下窜浆现象的影响因素及发生条件以及浆液的固结排水过程和盾构机的掘进速度对窜浆的影响.结果表明,浆液的黏度对窜浆的发生与否影响很小,浆液的初始剪切强度越大、盾体空隙宽度越小、浆液的固结排水量越大、掘进速度越快,则窜浆现象越不易发生.