煤炭科学技术

作者：严良欢, 常聚才, 乔龙全, 齐潮, 王宏达, 赵君儒,

关键词：扩散辐射角, 倾斜裂隙, 宾汉姆体浆液, 迹线形态, 扩散距离,

注浆加固作为封堵裂隙和修复岩体的主要手段，明晰巷道帮部围岩水平注浆孔倾斜裂隙注浆扩散规律对注浆参数设计与实践至关重要。以宾汉姆浆液和任意倾斜有限边界光滑平板裂隙为研究对象，基于黏度时变性宾汉姆流体流动方程，构建考虑浆液扩散辐射角的倾斜裂隙注浆扩散理论模型；通过有限元法求解液−气两相界面控制方程和Navier-Stokes方程，采用体积分数法定量表征浆液扩散的迹线形态和扩散距离，对比验证理论计算结果；最后探索不同注浆压差、裂隙开度和裂隙倾角影响下倾斜裂隙注浆扩散迹线形态和扩散距离的变化规律。结果表明：理论模型与数值模拟得到的倾斜裂隙注浆扩散规律基本一致，注浆孔上方和下方裂隙区域扩散距离最大误差分别为5.6%和6.1%，验证了理论模型的可行性；当浆液扩散辐射角为0°和180°时，扩散距离分别达到最大和最小值，裂隙开度越大差异性越显著；当裂隙倾角为0°时，裂隙区域内浆液沿注浆孔呈中心对称圆形形态，随裂隙倾角增大，浆液扩散形态演化为沿注浆孔轴对称的类椭圆形态；上方裂隙区域中部迹线伴随有凹陷特征且上方裂隙迹线范围和最大扩散距离均小于下方裂隙，随注浆时间增加，微凹陷特征逐渐弱化，类椭圆形态持续扩展，上方裂隙区域浆液扩散迹线范围增加幅度和最大扩散距离增幅均小于下方裂隙。

来源：2025年第6期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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