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作者：梁向阳;方刚;武义强;王赋宇;刘洋;张嘉凡;
单位：中煤科工集团西安研究院有限公司;陕西省煤矿水害防治技术重点实验室;西安科技大学建筑与土木工程学院;西安科技大学地质与环境学院;西安科技大学理学院;
摘要：目的 注浆改造是富水煤矿灾害防治的有效手段，研究富水高压作用下煤体的注浆劈裂效应对实际工程有重要意义。方法 基于离散元流-固耦合机理，引入“域”与“管道”概念，对注浆劈裂过程进行流固耦合计算。将流体“域”作为储水“水库”，其由颗粒圆心连线构成的三角形区域组成，“管道”为模型中流体的运移通道，将各个流体“域”连接起来，通过光滑平行板模型对其表征。采用单轴压缩试验和巴西劈裂试验标定数值模型细观参数，建立劈裂注浆数值模型，模拟煤岩体劈裂后的力链分布规律，分析注浆压力和侧压力系数对裂隙扩展的影响。结果 结果表明：无围压时，孔周煤岩颗粒接触力为0.02～0.10 MPa，有围压时，孔周颗粒接触力为0.06～0.12 MPa；等围压条件下，围压越大，试样应力集中范围越大，劈裂扩散距离越短；同一围压下，注浆压力越大，试样劈裂距离越长；围压不等时，裂隙平行于最大主应力方向发育。结论 采用较高注浆压力可有效驱替煤层裂隙中的水体和空气，减少钻孔工程量，降低成本。研究结果有益于注浆参数的选取，可为今后类似工程提供有意义的技术支持。
关键词：煤岩劈裂;;注浆加固;;流固耦合;;数值模拟;;扩展机理
基金资助：国家自然科学基金资助项目（12172280）;; 陕西省自然科学基金重点资助项目（2020JZ-53）
