磷石膏基自产气膨胀浆体自膨胀扩散特性研究

来源：中国安全科学学报杂志2025年第7期北京时间：

作者：丁仰卫, 杨海龙, 鲁义, 刘蔚廷, 谷旺鑫, 夏楚淇

单位：1 山东鲁泰控股集团有限公司 鹿洼煤矿, 山东 济宁 272350；2 湖南科技大学 资源环境与安全工程学院, 湖南 湘潭 411201

摘要：为提高磷石膏基自产气膨胀浆体的注浆效率和准确性,分析磷石膏基自产气膨胀浆体密度随时间的变化,基于流体力学理论和浆体密度时变模型,建立浆体在自产气膨胀阶段的渗流扩散压力数学模型。通过自行搭建的磷石膏基自产气膨胀浆体相似模型试验系统,研究裂隙网络中磷石膏基自产气膨胀浆体在自膨胀阶段的渗流压力变化,修正浆体渗流扩散压力数学模型,验证修正后的渗流扩散压力数学模型的合理性。研究结果表明:浆体密度随时间变化趋势符合负指数幂特征;在自膨胀过程中,浆体扩散面积越来越大,浆体扩散面积的增幅越来越小;监测点的渗流压力的理论结果与试验结果的相对误差不超过10%,证明修正后的渗流扩散压力数学模型具有合理性。

关键词：磷石膏基自产气膨胀浆体,自膨胀,扩散特性,浆体密度,相似模型试验

基金资助：国家自然科学基金资助(52374200); 国家自然科学基金资助(52274196); 国家自然科学基金资助(52174180); 国家重大人才工程青年项目(2022QB06801)