郄磊，史艳楠，刘建功. 矸石固体充填散体材料注浆扩散试验研究[J]. 采矿与岩层控制工程学报，2021，3( 2 )：023015.
QIE Lei，SHI Yannan，LIU Jiangong. Experimental study on grouting diffusion of gangue solid filling bulk materials[J]. Journal of Mining and Strata Control Engineering，2021，3( 2 )：023015.
矸石固体充填散体材料注浆扩散试验研究
郄 磊1,2，史艳楠1,2，刘建功1,2
( 1. 河北工程大学 机械与装备工程学院，河北 邯郸 056038；2. 河北省煤炭生态保护开采产业技术研究院，河北 邯郸 056038 )
摘 要：为得到整体性好、抗压强度高的胶结充填体，对级配矸石散体材料进行注浆扩散研究。基于幂律流体流变方程和渗流运动方程建立了柱形扩散理论公式，并应用COMSOL Multiphysics模拟软件对浆液扩散进行了数值模拟，得到浆液扩散半径与材料孔隙率、水灰比和注浆压力成正相关。通过设计正交试验对级配矸石散体材料进行注浆扩散试验研究。试验结果表明，当压实力为0.8 MPa，矸石粒径级配方案为A1，水灰比为0.5：1时，胶结体3 d强度能达到3.23 MPa，21 d能达到6.28 MPa，21 d胶结体平均弹性模量为19 425.4 MPa，胶结体抗压强度在养护前期增长明显，充填体整体性和力学性能得到很大改善。通过数值模拟及注浆扩散试验验证了注浆扩散规律，研究结果可为优化矸石散体材料注浆参数设计提供参考。
关键词：矸石散体材料；孔隙率；注浆扩散；胶结充填体；力学性能
基金项目：邯郸市科学技术研究与发展计划资助项目( 19422021008-6 )；河北省重点研发计划资助项目( 19275507D )
作者简介：郄磊( 1994— )，男，山西吕梁人，硕士研究生，主要从事矸石固体充填等方面的研究工作。E-mail：614841014@qq.com
通信作者：史艳楠( 1988— )，男，河南焦作人，讲师，硕士生导师，博士，主要从事煤炭生态保护开采等方面的研究工作。E-mail：shiynchn@163.com
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