过水巷道动水快速截流大型模拟实验系统研制

发布时间：2022-12-04 10:53

　　煤矿突水灾害抢险救援期间,保浆袋囊钻孔控制注浆可以解决常规过水巷道动水截流工程量大、工期长且易发生次生灾害等技术难题。为了进一步研究过水巷道动水快速截流机理并为抢险救援提供实验技术支撑,建立了过水巷道动水截流的水力学模型,结合对保浆袋囊控制注浆动水快速截流成功案例的分析,设计了过水巷道动水快速截流概念模型,开发了过水巷道动水快速截流大型模拟实验系统。实验系统包括4个功能系统和6个设备系统,其中4个功能系统分别为保浆袋囊和浆液投注系统、动力供水供浆系统、初始条件和边界条件系统、监测系统,6个设备系统分别为大型巷道模拟实验舱、动水模拟系统、控制注浆系统、稳压稳流系统、安全分流系统、图像数据采集与处理系统。通过实验舱强度验算、稳压稳流系统监测实验和抛袋实验,结果表明实验系统能够形成恒定的动水压力和动水流量初始条件、动态变化的动水压差和流量衰减边界条件,满足动水快速截流堵水环境要求,可以用于5 m宽、4 m高、动水流量2 000 m~3/h的过水巷道在不同矿井淹没水位、不同突水水源水位条件下的快速截流模拟实验,其中突水水源水位最高可达5 MPa。抛袋实验结果还表明保浆袋囊在未充满浆液的条件下提... 

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【文章目录】：
1 巷道动水截流水力学模型
2 巷道动水快速截流工程原型
3 大型模拟实验系统研制
    3.1 概念设计
        (1)保浆袋囊和浆液投注系统。
        (2)动力供水供浆系统。
        (3)初始条件和边界条件系统。
        (4)监测系统。
    3.2 设备组成
        3.2.1 大型巷道模拟实验舱
            (1)实验舱结构。
            (2)实验舱耐压及抗变形能力检测。
        3.2.2 动水模拟系统
        3.2.3 控制注浆系统
        3.2.4 稳压稳流系统
        3.2.5 安全分流系统
        3.2.6 图像数据采集与处理系统
4 模拟系统实验流程和功能验证
    4.1 功能介绍
    4.2 实验流程
    4.3 功能验证
5 结 论


【参考文献】：
期刊论文
[1]压水试验定量评价注浆效果研究[J]. 杨志斌,董书宁.  煤炭学报. 2018(07)
[2]动水大通道突水灾害治理关键技术[J]. 杨志斌,董书宁.  煤炭科学技术. 2018(04)
[3]动水大通道突水钻孔控制注浆高效封堵关键技术及装备[J]. 朱明诚.  煤田地质与勘探. 2015(04)
[4]钻孔控制注浆技术在过水大通道封堵中的应用[J]. 朱明诚.  中国煤炭地质. 2015(05)
[5]矿井大流量动水注浆细骨料截流技术[J]. 姬中奎.  煤炭工程. 2014(07)
[6]我国矿井水防控与资源化利用的研究进展、问题和展望[J]. 武强.  煤炭学报. 2014(05)
[7]矿井特大突水巷道动水截流钻探技术研究[J]. 姬中奎.  煤炭技术. 2014(05)
[8]煤矿特大突水事故注浆堵水过程的数值模拟[J]. 徐博会,丁述理,白峰青.  煤炭学报. 2010(10)
[9]矿井特大突水巷道截流封堵技术[J]. 李彩惠.  西安科技大学学报. 2010(03)
[10]岩体注浆理论研究现状及展望[J]. 罗平平,何山,张玮,赵庆锋.  山东科技大学学报(自然科学版). 2005(01)

博士论文
[1]岩体裂隙与管道动水注浆浆液扩散封堵机理研究[D]. 胡巍.中国矿业大学 2013
[2]水泥基速凝浆液地下工程动水注浆扩散封堵机理及应用研究[D]. 刘人太.山东大学 2012
[3]高压封闭环境孔隙介质中化学浆液扩散机制试验研究[D]. 郭密文.中国矿业大学 2010
[4]岩溶隧道突水灾害与防治研究[D]. 王遇国.中国铁道科学研究院 2010

硕士论文
[1]矿井淹没巷道多孔灌注骨料封堵模拟试验[D]. 惠爽.中国矿业大学 2018



本文编号：3708118