摘要： 为研究水泥粉煤灰浆液在双层采空区垮落带的扩散特性,以郑洛高速ZLGSTJ-2 标段米河煤矿双层采空 区治理为研究背景,基于宾汉姆流体的黏度时变性,将垮落带破碎岩视为含有裂隙的多孔介质,采用有限元软件 COMSOL Multiphysics 构建耦合地质信息的三维双层采空区多孔注浆模型,分别对帷幕孔与注浆孔的浆液扩散状态进 行分析,并研究不同注浆时间、浆液密度和裂隙渗透率对浆液扩散距离的影响,以此对注浆工艺进行完善。结果表明: 帷幕孔与注浆孔的浆液扩散分布均呈倒漏斗形状,主要有沿垮落带裂隙和地层孔隙的渗流扩散以及在空腔中的自由 扩散,且注浆孔注浆相互影响较小;注浆扩散距离与注浆时间呈正相关,尤其前24 h 较为显著;浆液密度则与扩散距 离呈负相关,密度1 670 kg/ m3 较1 170 kg/ m3 时浆液扩散距离减少了8. 95%;裂隙渗透率与浆液扩散距离呈正相关, 当裂隙渗透率分别为3. 50×10-9 m2 和3. 50×10-4 m2 时,后者比前者的浆液扩散距离增大约49. 72%,变化幅度较大; 采用完善后的注浆充填工艺后,经检测得知注浆效果良好,为后续施工提供了安全保障。

关键词: 双层采空区　垮落带　破碎岩　宾汉姆流体　注浆充填　浆液扩散