脉石浆料充填空间特性研究与工程实践

　　作者：

　　顾文哲、杨宝贵、潘浩、宋天琦

　　摘要

　　裂缝空间的宏观特征和微观孔隙特征是决定脉石浆料回填效果的关键因素。为确定泥浆回填的关键区域，采用理论分析、模拟实验和现场工业试验相结合的方法，揭示了裂缝带上覆回填空间的运动规律。探究了裂隙空间内可用于浆液回填的空隙分布特征，明确了脉石浆液与采空区空隙的相互作用。推导了塌陷区空隙率的计算公式，建立了泥浆回填空间空隙分布模型。该模型确定了泥浆回填应重点关注的主要区域，即自由堆积区和荷载影响区之间的重叠空间。试验结果表明，采空区坍塌岩体的孔隙度沿倾角和走向方向均呈负对数函数，与理论计算结果一致。通过地面原位注浆回填试验，验证了在采空区进行脉石浆回填的可行性，阐述了脉石浆与采空区空隙相互作用的过程。这个过程一般包括三个阶段：初始流动、垂直上升流和水平扩散，所有这些都是紧密相连的。在黄陵二号煤矿的自由堆积区和荷载影响区开展了脉石浆液回填的实际工程应用。地下脉石浆料回填技术的成功验证证明了该技术的可行性和理论方法的正确性。本研究为脉石材料的环保处置提供了新的证据。