摘要：华北型煤田深部开采过程中受底板灰岩含水层水害威胁程度高,通过合理布设注浆孔向直接威胁煤层安全开采的含水层大量灌注浆液,使强含水层成为弱含水层或隔水层,是解决此类水害问题的主要手段。在微裂隙注浆工程中,浆液–岩体耦合效应对浆液扩散过程影响显著。为此,开展煤层底板裂隙含水层高压注浆过程中浆液–岩体相互作用及浆液扩散机制问题研究,基于黏度时变性宾汉流体浆液扩散运动方程和裂隙开度控制方程,建立了考虑浆液流动与岩体变形耦合作用的裂隙注浆扩散理论模型,分析了浆液压力和裂隙开度在浆液扩散方向上的空间分布特征,揭示了浆液–岩体耦合作用对浆液扩散的影响规律,并利用恒定裂隙开度注浆模型进行了对比分析。结果表明:浆液压力和裂隙开度变化在浆液扩散方向上衰减趋势一致且均具有明显的非线性特征,在裂隙入口区域衰减较快;浆液–岩体耦合作用程度随裂隙开度增加而减小,裂隙开度较小时不考虑浆液–岩体耦合作用将导致注浆压力设计值偏大;随着裂隙开度增加,注浆压力逐渐成为影响浆液扩散距离的主控因素。最后,结合鲁西煤矿下组煤底板灰岩含水层注浆改造工程实例,验证了理论模型的正确性。

摘要：在干热岩地热开采中,花岗岩裂隙的演化对热能提取起着至关重要的作用。为了探讨循环高温下花岗岩裂隙开度的演化规律,采用多功能高温三轴伺服控制试验机,对温度为100~300℃的高温单裂隙花岗岩进行渗流实验,研究了不同温度、温度循环(次数为10次)及渗透压力对花岗岩裂隙开度的影响。研究结果表明:①无论温度多高,裂隙开度随渗透压的增加呈增大趋势,但温度不同,裂隙开度随渗透压增加而增大幅度不同,存在明显的转折点,温度不同,转折点不同;②无论渗透压多高,裂隙开度都随温度的升高而降低,但降低的幅度与温度有关;③无论循环温度多高,在同一渗透压下,起初的数次温度循环中,裂隙开度是降低的,当循环次数逐渐增加,裂隙开度也增大,温度越高其增大的趋势越明显。实验结果可为今后控制花岗岩裂隙演化的深入研究提供基础的实验数据。

摘要：深部岩石工程处在高应力、高水压力、高地热等复杂地质环境中,这些因素相互作用将对岩石的渗透特性产生重要影响,进而影响深部岩石工程的安全和生产效率。通过开展不同温度（25℃~90℃）条件下的同一块石灰岩裂隙多场耦合渗透特性变化试验,得到了温度因素对石灰岩裂隙渗透特性的影响规律。试验结果表明：在恒定有效压力作用下,升温阶段的初始时刻有一个流量峰值过程,温度恒定时,流量缓慢减小并最终趋于稳定状态;温度升高使得岩石裂隙渗透率单调下降,裂隙开度进一步减小;此外,温度越高,初始阶段裂隙开度闭合速度快,趋于稳定开度值历时越短且最终稳定开度值越小。石灰岩的侵蚀溶解速度随温度的升高而加快,裂隙面溶解出的矿物质增多,因此,渗出液中各离子的浓度随温度的升高变大。

摘要：以石嘴山矿西翼采区为研究背景,通过三轴应力作用下岩石单裂隙渗流试验、裂隙开度与有效压力关系试验和大尺度岩石表面粗糙度量测试验,结合渗流力学基本理论,揭示了三维应力下单裂隙粗砂岩渗流规律,建立了有效压力、裂隙开度与渗透系数的关系式,以期丰富裂隙岩体渗流的理论研究。