中国安全科学学报

作者：郭鑫, 鲁义, 施式亮, 李贺, 李大芳

单位：1 湖南科技大学 资源环境与安全工程学院,湖南 湘潭 411201；2 湖南科技大学 南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室,湖南 湘潭 411201

关键词：高流态,注浆材料,材料膨胀,蠕变特性,分级加载,孔隙结构

基金：国家自然科学基金面上项目资助(52274196); 湖南省杰出青年基金资助(2022JJ10026); 煤炭安全精准开采国家地方联合工程研究中心项目(EC2023019); 湖南省青年基金资助(2023JJ40284)

为探究高流态注浆材料膨胀规律以及注浆后煤体蠕变力学特性和孔隙结构,设计新非线性黏塑性元件结构,并据此构建蠕变力学模型。首先,制备高流态注浆材料并将其注入至煤体中,以模拟钻孔周围煤体注浆情况;然后,采用压汞试验和单轴分级加载蠕变试验方法,测试注浆后煤体孔隙结构以及不同应力水平下注浆煤体蠕变性能,进而获取注浆煤体在不同蠕变阶段的应变变化规律。最后基于蠕变试验结果,设计新非线性黏塑性元件,并将其引入到鲍埃丁-汤姆逊模型,反演获得蠕变模型相关参数,揭示注浆后煤体的蠕变失稳破坏规律。研究结果表明:高流态注浆材料膨胀率相比普通水泥材料提高92%,能够有效解决水泥基注浆材料固化后收缩的问题;当高流态注浆材料注入煤体后,煤体失稳破坏临界荷载为15.3 MPa,在一定程度上提高了煤体稳定性。

来源：2024年第10期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

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