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孔隙砂岩电动化学注浆试验研究
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作者 杨小全 李媛 +3 位作者 郑洁铭 周全超 谯贵川 李秀军 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期328-333,共6页
鄂尔多斯盆地南部诸多百万吨以上矿井,主采煤层为侏罗系延安组。由于煤层厚度大,煤层导水裂隙带高度导通了煤层上覆巨厚白垩系洛河组砂岩孔隙裂隙含水层,造成矿井涌水量巨大,严重威胁矿井生产。为了对厚层顶板水进行有效控制,该地区开... 鄂尔多斯盆地南部诸多百万吨以上矿井,主采煤层为侏罗系延安组。由于煤层厚度大,煤层导水裂隙带高度导通了煤层上覆巨厚白垩系洛河组砂岩孔隙裂隙含水层,造成矿井涌水量巨大,严重威胁矿井生产。为了对厚层顶板水进行有效控制,该地区开展了一系列顶板注浆堵水工程试验,但由于常规水泥注浆仅对较大裂隙填充效果明显,因此开发了电化学注浆试验加强对砂岩中微细孔隙裂隙的封堵效果。选取宁正矿区洛河组砂岩作为研究对象,利用河沙及水泥根据洛河组岩石类型比例制作了砂岩模型材料,采用CaCl_(2)和Na_(2)SiO_(3)浆液在砂岩模型材料中进行了2组电动化学注浆试验,浆液在阴极注入,各次注浆采用的电压均为40 V,浆液注入速度保持恒速,约10 mL/min,试验运行时间均超过了2 h。该试验验证了电动化学注浆在裂隙孔隙砂岩中的可行性。研究发现:相比胶体态的Na_(2)SiO_(3)浆液,溶液态的CaCl_(2)浆液更适宜应用在孔隙砂岩电动化学注浆过程中;CaCl_(2)溶液中的Ca^(2+)离子在电场作用下迁移发生化学反应,在砂岩微细孔隙中形成了胶体;单位体积CaCl_(2)溶液注浆需要的能耗为0.09(kW·h)/L;金属电极在注浆过程中损耗严重,且会对含水层造成Fe污染,未来需针对如何选择环境友好且损耗较小的电极开展研究。 展开更多
关键词 鄂尔多斯盆地南部 顶板巨厚基岩水害 洛河组 孔隙砂岩 电动化学注浆
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