动水抗分散注浆试验系统、方法和动水抗分散注浆浆液与流程

1.本发明属于注浆材料技术领域，涉及动水注浆材料，具体涉及一种动水抗分散注浆试验系统、方法和动水抗分散注浆浆液。


背景技术：

2.煤炭开采的过程中常伴随意外灾害，引发意外灾害的因素包括水、火、瓦斯、冲击地压和煤尘，其中水灾已成为严重制约煤炭工业可持续发展，造成重大经济损失和人员伤亡的意外灾害之一。当煤矿发生突(透)水灾害时，可通过物探、化探和钻探等技术手段实施突水水源和突(导)水通道的判查，利用井下和地面注浆技术封堵导水通道，并启动应急抢险排水，能够实现水灾事故应急抢险和排水复矿。
3.现有的注浆技术按水流状态分类，可分为静水注浆和动水注浆。动水注浆由于出水点水源储量丰富，水头压力高，水流沿一定的通道补给，使得技术难度增高，风险加大，但与静水注浆相比具有工期短、投资少等优点。现有动水注浆材料中大多采掺加水玻璃、聚氨酯和有机材料，存在以下缺陷：水泥-水玻璃浆液凝结时间难以控制；聚氨酯浆液具有毒性；有机材料固结体易老化；采用水泥熟料时原材料选用困难，材料不易获取；多组份浆液现场施工难度大，浆液混合不均匀，导致扩散效果差且封堵效果弱。
4.为了保证注浆材料在实际使用中具有良好的封堵效果，需要对注浆材料性能测试，然而，目前在进行动水注浆测试时，由于未考虑动水条件下地层水温的影响，导致制得的动水注浆材料无法适应多温度条件的工况。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明的目的之一在于，提供一种动水抗分散注浆试验系统和方法，解决现有技术由于未考虑动水条件下地层水温的影响，导致动水注浆材料无法适应多温度条件的工况的技术问题。
6.针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明的另一个目的在于，提供一种动水抗分散注浆浆液，解决现有技术中动水注浆浆液的扩散效果和封堵效果有待进一步提高的技术问题。
7.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：
8.一种动水抗分散注浆试验系统，包括支撑架，所述的支撑架包括支撑顶板，支撑顶板的底面上固定设置有多条支撑腿；所述的支撑顶板上沿着横向设置有试验槽，试验槽横向一侧的支撑顶板上沿着竖向设置有稳压滤网筒，稳压滤网筒的顶端一体化设置有稳压水筒；试验槽横向另一侧的底部设置有出水管，试验槽内沿着竖向设置有注浆筒。
9.所述的试验槽包括设置在支撑顶板顶面上的外保温壳体，外保温壳体内设置有内试验槽，外保温壳体和内试验槽之间的空间为控温仓；所述的内试验槽的顶端开放且底端封闭，内试验槽内沿着横向设置有活动盖板，内试验槽和活动盖板之间的空间为动水试验仓。
10.所述的外保温壳体的底面上设置有空气调温管，空气调温管的出气端与控温仓相连通，空气调温管的进气端与空气控温仪相连通。
11.所述的稳压水筒的进水端与注水装置的出水端相连通，稳压水筒的出水端与稳压滤网筒的进水端相连通，稳压滤网筒的出水端与动水试验仓的进水端相连通，动水试验仓的出水端与出水管相连通；所述的注浆筒的进浆料端与注浆装置的出浆料端相连通，注浆筒的出浆料端与动水试验仓的进浆料端相连通，动水试验仓的出浆料端与出水管相连通。
12.本发明还具有如下技术特征：
13.所述的内试验槽的底面上设置有多个流速-压力传感器，多个流速-压力传感器按照等横向间距和等纵向间距的方式均匀布设，多个流速-压力传感器组成的传感器矩阵包括多个方格单元。
14.所述的活动盖板的顶面上依次固定设置有纵向压板和横向压板，所述的横向压板的横向两端可拆卸安装有调节螺栓的顶部，调节螺栓的底部可拆卸安装在内试验槽的底面上；活动盖板的底面上固定设置有一对压缩弹簧的顶端，一对压缩弹簧的底端固定设置在内试验槽的底面上，一对压缩弹簧位于调节螺栓的横向内侧，压缩弹簧外缠绕有密封胶带。
15.所述的注水装置包括出水端与稳压水筒相连通的注水管，注水管的进水端与水箱相连通，注水管上依次设置有注水泵、注水泵控制阀和进水控温仪。
16.所述的注浆装置包括出浆料端与注浆筒相连通的注浆管，注浆管的进浆料端与制浆桶相连通，注浆管上依次设置有注浆泵和注浆泵控制阀。
17.本发明还保护一种动水抗分散注浆试验方法，该方法采用如权利要求1至5任一项所述的动水抗分散注浆试验系统，对注浆浆液进行性能测试；该方法具体包括如下步骤：
18.步骤一，将水的流速调节到试验所需的流速，将水的温度调节到试验所需的温度；
19.步骤二，完成步骤一中水的温度和流速调节后，采用注水装置将水输送至稳压水筒中，在稳压水筒内将水压调节到试验所需的水压，水稳压水筒内的水流经稳压滤网筒后形成稳定均匀的水流，输送至动水试验仓中并模拟出试验所需的动水环境。
20.步骤三，启动空气控温仪将空气调节至调节到试验所需的温度，然后将调节好温度的空气通过空气调温管输送至控温仓中，通过控温仓使得动水试验仓的温度保持恒定。
21.步骤四，采用注浆装置将注浆浆液送入动水试验仓中，注浆浆液进入动水试验仓后在模拟的动水环境中扩散。
22.步骤五，记录动水试验仓中的浆液扩散过程中的数据，根据记录到的数据计算并获得浆液留存率。
23.具体的，步骤五中，所述的浆液留存率的计算过程如下：
24.步骤5.1，采用式ⅰ计算浆液留存体积，所述的式ⅰ为：
25.v＝∫ns
x
sy(p
泵
p
稳-p)/ρ
水gꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式ⅰ；
26.式中：
27.v表示浆液留存体积，单位为m3；
28.n表示传感器矩阵中方格单元的数量；
29.s
x
表示相邻流速-压力传感器的纵向间距，单位为m；
30.sy表示相邻流速-压力传感器的横向间距，单位为m；
31.p
泵
表示注水泵输出的水头压力，单位为mpa；
32.p
稳
表示动水试验仓内的水头压力，单位为mpa；
33.p表示某一个流速-压力传感器监测到的水头压力，单位为mpa；
34.ρ
水
表示水的密度，单位为kg/m3；
35.g表示重度。
36.步骤5.2，将步骤5.1中获得的浆液留存体积带入式ⅱ中，计算并获得浆液留存质量，所述的式ⅱ为：
37.m＝ρ
浆vꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式ⅱ；
38.式中：
39.m表示浆液留存质量，单位为kg；
40.p
泵
表示注水泵输出的水头压力，单位为mpa；
41.v表示浆液留存体积，单位为m3。
42.步骤5.3，将步骤5.2中获得的浆液留存质量带入式ⅲ中，计算并获得浆液留存率，所述的式ⅲ为：
[0043][0044]
式中：
[0045]
β表示浆液留存率；
[0046]
m表示浆液留存质量，单位为kg；
[0047]m注
表示注入动水试验仓中的浆液质量，单位为kg；
[0048]
q表示浆液的流量，单位为m3；
[0049]
ρ
浆
表示浆液的密度，单位为kg/m3。
[0050]
具体的，步骤5.1中，动水试验仓内的水头压力采用如下式ⅳ计算获得：
[0051]
p
稳
＝p
泵
ρ
水
gh
稳
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式ⅳ；
[0052]
式中：
[0053]
p
稳
表示动水试验仓内的水头压力，单位为mpa；
[0054]
p
泵
表示注水泵输出的水头压力，单位为mpa；
[0055]
ρ
水
表示水的密度，单位为kg/m3；
[0056]
g表示重度；
[0057]h稳
表示活动盖板与内试验槽底面之间的距离，单位为m。
[0058]
具体的，所述的注浆浆液为动水抗分散注浆浆液，该动水抗分散注浆浆液以质量份数计，由以下原料组成：硫铝酸盐水泥为22～40份，矿粉为4～10份，钢渣粉为3～8份、粉煤灰为8～25份，膨润土为1～3份，羟丙基甲基纤维素醚为0.02～0.05份，可再分散性乳胶粉为0.02～0.05份，水泥分散剂为0.1～0.4份，柠檬酸为0.007～0.07份，碳酸锂为0.02～1.0份，甲酸钙为0.03～2.0份，水为20～40份，原料的质量份数之和为100份。
[0059]
本发明还保护一种如上所述的动水抗分散注浆浆液。
[0060]
本发明与现有技术相比，具有如下有益的技术效果：
[0061]
(ⅰ)本发明的动水抗分散注浆试验系统，能够模拟不同温度环境和不同水压流速的突(涌水)环境条件，试验过程注水温度可控，试验环境温度可控，水头压力和流量均可调，试验结果准确，监测过程参数精确，能够满足不同温度下的动水工况测试需求。
[0062]
(ⅱ)本发明的动水抗分散注浆试验方法，根据浆液扩散过程中的各项数据和计算出的浆液留存率，能够定量地分析出注浆材料的扩散情况和封堵效果。
[0063]
(ⅲ)本发明的动水抗分散注浆浆液，其原料来源广泛且无毒害，制备方法简单，运输和施工简便，具有良好的扩散效果和封堵效果。
附图说明
[0064]
图1为动水抗分散注浆试验系统的整体结构示意图。
[0065]
图2为试验槽的结构示意图。
[0066]
图3为20℃的环境温度下，不同动水流速与浆液留存率的折线图。
[0067]
图4为10℃的环境温度下，不同动水流速与浆液留存率的折线图。
[0068]
图5为5℃的环境温度下，不同动水流速与浆液留存率的折线图。
[0069]
图中各标号的含义为：1-支撑架，2-试验槽，3-稳压滤网筒，4-稳压水筒，5-出水管，6-注浆筒，7-空气调温管，8-空气控温仪，9-注水装置，10-注浆装置，11-流速-压力传感器，12-废液收集桶；
[0070]
101-支撑顶板，102-支撑腿；
[0071]
201-外保温壳体，202-内试验槽，203-控温仓，204-活动盖板，205-动水试验仓，206-纵向压板，207-横向压板，208-调节螺栓，209-压缩弹簧，210-密封胶带；
[0072]
801-注水管，802-水箱，803-注水泵，804-注水泵控制阀，805-进水控温仪；
[0073]
901-注浆管，902-制浆桶，903-注浆泵，904-注浆泵控制阀；
[0074]
s1-实施例1，d1-对比例1，d2-对比例2，d3-对比例3，d4-对比例4。
[0075]
以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
具体实施方式
[0076]
本发明中：
[0077]
重度g指的是作用在单位体积水上的重力，重度g为9.8kn/m3。
[0078]
需要说明的是，本发明中的所有用到的零部件、仪器和原料，在没有特殊说明的情况下，均采用本领域已知的零部件和仪器，例如：
[0079]
硫铝酸盐水泥采用现有技术中已知的42.5级硫铝酸盐水泥。
[0080]
矿粉采用现有技术中已知的s95矿粉。
[0081]
钢渣粉采用现有技术中已知的粒径小于200目的钢渣粉。
[0082]
粉煤灰采用现有技术中已知的二级粉煤灰。
[0083]
可分散性乳胶粉采用现有技术中已知的可分散性乳胶粉，该可分散性乳胶粉为水溶性白色或者类白色可流动性粉末，为乙烯、醋酸乙烯酯的共聚物，以聚乙烯醇作为保护胶体。
[0084]
水泥分散剂采用现有技术中已知的醚类聚羧酸系高性能减水剂。
[0085]
遵从上述技术方案，以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本技术技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
[0086]
本实施例中，注浆泵903采用现有技术中已知的注浆泵，该注浆泵903上设置有包
含泵压力表和泵流量表。泵压力表用于记录注浆泵输出的浆液压力，泵流量表用于记录浆液的流量。
[0087]
实施例1：
[0088]
本实施例给出一种动水抗分散注浆浆液，该动水抗分散注浆浆液以质量份数计，由以下原料组成：硫铝酸盐水泥为35份，矿粉为5份，钢渣粉为4.17份、粉煤灰为20份，膨润土为0.5份，羟丙基甲基纤维素醚为0.025份，可再分散性乳胶粉为0.025份，水泥分散剂为0.2份，柠檬酸为0.03份，碳酸锂为0.5份，甲酸钙为0.05份，水为34份。
[0089]
本实施例中，动水抗分散注浆浆液各组分的作用原理如下：
[0090]
水泥遇水发生水化反应，生成结构致密的水泥石，改善了注浆材料的抗分散性和抗渗性。
[0091]
矿粉能够缩短水泥浆体的凝结时间，填充水化产物的空隙，降低体系的总孔隙率，提升水泥浆液结石体的强度和密实性。
[0092]
钢渣粉能够增大了注浆浆体的密度，其矿物成分硅酸三钙也可参与水化反应，提高了注浆材料的后期强度，弥补水泥浆体强度倒缩。
[0093]
粉煤灰具有火山灰活性，能够发生水化反应，使水泥浆液结石体的微观结构更加致密，缩短注浆材料的凝结时间，提高浆液结石体的强度。
[0094]
膨润土通过吸收浆液中大量的自由水提高注浆材料的稳定性，进而降低材料的流动度，同时，膨润土填充了水泥浆液中颗粒骨架之间的孔隙，形成致密的结石体，提高了抗渗性能。
[0095]
羟丙基甲基纤维素醚能够形成大量孔隙，该孔隙能够吸附浆体中的水分，提高注浆材料浆体粘度，增强对水泥颗粒的吸附作用，降低絮凝结构间的水分自由度，提升注浆材料的保水率和稠度。
[0096]
可分散性乳胶具有极突出的防水功能，能够增大浆液内部的粘聚性，改善浆液和易性。
[0097]
水泥分散剂具有非常高的减水作用，能够减少用水量，降低水灰比，提高浆液的粘聚力，促进结构致密，使得浆液保持良好的塑性和流动度。
[0098]
柠檬酸能够进入水泥颗粒层间，阻隔水泥水化之间的连续性，延缓了水化凝结时间。
[0099]
碳酸锂能够加快水化产物无水硫铝酸钙的消耗，缩短水化诱导期，减小了水泥浆液凝结时间，加快水化产物钙矾石的形成和增大。
[0100]
甲酸钙能够加快水泥的水化，提高干粉砂浆的早期强度，兼有减水作用。并在低温下有一定的防冻性。
[0101]
上述各组分协同作用，能够提高动水抗分散注浆浆液的动水抗冲刷性能。
[0102]
本实施例中，该动水抗分散注浆浆液的制备方法如下：
[0103]
第一，将称量好的各组分加入螺旋搅拌装置中搅拌混合均匀，制得粉体注浆材料；制得搅拌时间至少为3min；将制得的粉体注浆材料装袋或装罐，密封，保证其与空气和水隔绝，然后将密封后的粉体注浆材料运送至施工现场。
[0104]
第二，根据工程现场的水流速度和水温，确定该水流速度和水温工况下浆液配比；然后将水倒入制浆桶902中，启动制浆桶902，使制浆桶902内的搅拌叶片转动，然后将步骤
一制得的粉体注浆材料倒入制浆桶902中，搅拌叶片将体注浆材料与水充分搅拌均匀，制得动水抗分散注浆浆液。
[0105]
对比例1：
[0106]
本对比例给出一种注浆浆液，该注浆浆液以质量份数计，由以下原料组成：普通硅酸盐水泥为66份，水为34份。
[0107]
对比例2：
[0108]
本对比例给出一种注浆浆液，该注浆浆液以质量份数计，由以下原料组成：硫铝酸盐水泥为66份，水为34份。
[0109]
对比例3：
[0110]
本对比例给出一种注浆浆液，该注浆浆液以质量份数计，由以下原料组成：硫铝酸盐水泥为33.76份，矿粉为7份，粉煤灰为25份，羟丙基甲基纤维素醚为0.025份，可再分散性乳胶粉为0.015份、水泥分散剂为0.2份，水为34份。
[0111]
对比例4：
[0112]
本对比例给出一种注浆浆液，该注浆浆液以质量份数计，由以下原料组成：硫铝酸盐水泥为35份，矿粉为5份，钢渣粉为5.235份、粉煤灰为20份，膨润土为0.5份，羟丙基甲基纤维素醚为0.025份，可再分散性乳胶粉为0.02份、水泥分散剂为0.2份、柠檬酸为0.02份，水为34份。
[0113]
实施例2：
[0114]
本实施例给出一种动水抗分散注浆试验系统，如图1所示，包括支撑架1，支撑架1包括支撑顶板101，支撑顶板101的底面上固定设置有多条支撑腿102；支撑顶板101上沿着横向设置有试验槽2，试验槽2横向一侧的支撑顶板101上设置有稳压水筒4，稳压水筒4沿着竖向设置；试验槽2横向另一侧的底部设置有出水管5，试验槽2内沿着竖向设置有注浆筒6。
[0115]
试验槽2包括设置在支撑顶板101顶面上的外保温壳体201，外保温壳体201内设置有内试验槽202，外保温壳体201和内试验槽202之间的空间为控温仓203；内试验槽202的顶端开放且底端封闭，内试验槽202内沿着横向设置有活动盖板204，内试验槽202和活动盖板204之间的空间为动水试验仓205。
[0116]
外保温壳体201的底面上设置有空气调温管7，空气调温管7的出气端与控温仓203相连通，空气调温管7的进气端与空气控温仪8相连通。
[0117]
稳压水筒4的进水端与注水装置9的出水端相连通，稳压水筒4的出水端与动水试验仓205的进水端相连通，动水试验仓205的出水端与出水管5相连通；注浆筒6的进浆料端与注浆装置10的出浆料端相连通，注浆筒6的出浆料端与动水试验仓205的进浆料端相连通，动水试验仓205的出浆料端与出水管5相连通。
[0118]
本实施例中，稳压水筒4内设置有水压稳压器，水压稳压器采用现有技术中已知的常规稳压器。
[0119]
本实施例中，出水管5底端下方还设置有废液收集桶12，废液收集桶12用于收集出水管5中排出的废液和废浆料。
[0120]
本实施例中，空气控温仪8采用现有技术中已知的温度控制仪，该空气控温仪8能够对空气进行加热和制冷，空气调温管7将一定温度的空气输送至控温仓203，通过控温仓203使得动水试验仓205内的水温保持在一个恒定的温度。
[0121]
作为本实施例的一种具体方案，如图2所示，内试验槽202的底面上设置有多个流速-压力传感器11，多个流速-压力传感器11按照等横向间距和等纵向间距的方式均匀布设，多个流速-压力传感器11组成的传感器矩阵包括多个方格单元。需要说明的是，图2中未表示出流速-压力传感器11的纵向分布。
[0122]
本实施例中，流速-压力传感器11采用现有技术中已知的传感器，该流速-压力传感器11内部设置有流速感知单元、水压感知单元和重量感知单元。
[0123]
作为本实施例的一种具体方案，如图2所示，活动盖板204的顶面上依次固定设置有纵向压板206和横向压板207，横向压板207的横向两端可拆卸安装有调节螺栓208的顶部，调节螺栓208的底部可拆卸安装在内试验槽202的底面上；活动盖板204的底面上固定设置有一对压缩弹簧209的顶端，一对压缩弹簧209的底端固定设置在内试验槽202的底面上，一对压缩弹簧209位于调节螺栓208的横向内侧，压缩弹簧209外缠绕有密封胶带210。
[0124]
本实施例中，通过调整调节螺栓208的松紧来调节活动盖板204和内试验槽202底面之间的距离，密封胶带210和压缩弹簧209构成的结构起到支撑活动盖板204、纵向压板206和横向压板207的作用。
[0125]
作为本实施例的一种具体方案，如图1所示，稳压水筒4的底部内设置有稳压滤网筒3。通过在试验槽2前端设置稳压水筒4和稳压滤网筒3，实现了水压的稳定和定量可调。
[0126]
作为本实施例的一种具体方案，如图1所示，注水装置9包括出水端与稳压水筒4相连通的注水管801，注水管801的进水端与水箱802相连通，注水管801上依次设置有注水泵803、注水泵控制阀804和进水控温仪805。
[0127]
本实施例中，注水泵803采用现有技术中已知的注水泵803，注水装置9用于调节水的流速和温度以及输送水，以满足测试需求。
[0128]
作为本实施例的一种具体方案，如图1所示，注浆装置10包括出浆料端与注浆筒6相连通的注浆管901，注浆管901的进浆料端与制浆桶902相连通，注浆管901上依次设置有注浆泵903和注浆泵控制阀904。
[0129]
实施例3：
[0130]
本实施例给出一种动水抗分散注浆试验方法，该方法采用实施例2的动水抗分散注浆试验系统，对实施例1以及对比例1至4制得的注浆浆液进行性能测试。该方法具体包括如下步骤：
[0131]
步骤一，打开注水泵控制阀804并启动注水泵803，调节注水泵控制阀804将水的流速调节到试验所需的流速，将水箱802中的水泵送进注水管801中，水流经进水控温仪805时，进水控温仪805将水温调节到试验所需的温度。
[0132]
步骤二，完成步骤一中水的温度和流速调节后，继续通过注水管801输送至稳压水筒4中，通过稳压水筒4内的水压稳压器和注水泵803将水压调节到试验所需的水压，水稳压水筒4内的水流经稳压滤网筒3后形成稳定均匀的水流，输送至动水试验仓205并模拟出试验所需的动水环境。
[0133]
步骤三，启动空气控温仪8将空气调节至调节到试验所需的温度，然后将调节好温度的空气通过空气调温管7输送至控温仓203中，通过控温仓203使得动水试验仓205的温度保持恒定。
[0134]
步骤四，启动注浆泵903，将制浆桶902中的动水抗分散注浆浆液通过注浆管901和
注浆筒6送入动水试验仓205，动水抗分散注浆浆液进入动水试验仓205后在模拟的动水环境中扩散。
[0135]
步骤五，采用流速-压力传感器11实时记录动水试验仓205中的浆液扩散过程中的数据，根据记录到的数据计算并获得浆液留存率。浆液留存率的计算过程如下：
[0136]
步骤5.1，采用式ⅰ计算浆液留存体积，式ⅰ为：
[0137]
v＝∫ns
x
sy(p
泵
p
稳-p)/ρ
水gꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式ⅰ。
[0138]
式中：
[0139]
v表示浆液留存体积，单位为m3。
[0140]
n表示传感器矩阵中方格单元的数量。
[0141]sx
表示相邻流速-压力传感器的纵向间距，单位为m。
[0142]
sy表示相邻流速-压力传感器的横向间距，单位为m。
[0143]
p
泵
表示注水泵输出的水头压力，单位为mpa。
[0144]
p
稳
表示动水试验仓内的水头压力，单位为mpa。
[0145]
p表示某一个流速-压力传感器监测到的水头压力，单位为mpa。
[0146]
ρ
水
表示水的密度，单位为kg/m3。
[0147]
g表示重度。
[0148]
作为本实施例的一种具体方案，动水试验仓内的水头压力采用如下式ⅳ计算获得：
[0149]
p
稳
＝p
泵
ρ
水
gh
稳
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式ⅳ。
[0150]
式中：
[0151]
p
稳
表示动水试验仓内的水头压力，单位为mpa。
[0152]
p
泵
表示注水泵输出的水头压力，单位为mpa。
[0153]
ρ
水
表示水的密度，单位为kg/m3。
[0154]
g表示重度。
[0155]h稳
表示活动盖板与内试验槽底面之间的距离，单位为m。
[0156]
步骤5.2，将步骤5.1中获得的浆液留存体积带入式ⅱ中，计算并获得浆液留存质量，式ⅱ为：
[0157]
m＝ρ
浆vꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式ⅱ。
[0158]
式中：
[0159]
m表示浆液留存质量，单位为kg。
[0160]
p
泵
表示注水泵输出的水头压力，单位为mpa。
[0161]
v表示浆液留存体积，单位为m3。
[0162]
步骤5.3，将步骤5.2中获得的浆液留存质量带入式ⅲ中，计算并获得浆液留存率，式ⅲ为：
[0163][0164]
式中：
[0165]
β表示浆液留存率。
[0166]
m表示浆液留存质量，单位为kg。
[0167]m注
表示注入动水试验仓中的浆液质量，单位为kg。
[0168]
q表示浆液的流量，单位为m3。
[0169]
ρ
浆
表示浆液的密度，单位为kg/m3。
[0170]
本实施例中，通过浆液纵向扩散半径r
纵
和浆液横向扩散半径r
横
，能够判断浆液的扩散效果。浆液纵向扩散半径r
纵
等于浆液在试验槽中的纵向扩散距离，浆液横向扩散半径r
横
等于浆液在试验槽中横向扩散距离的二分之一。
[0171]
本实施例中，实施例1以及对比例1至4的注浆浆液的性能测试结果如图3至图5所示：
[0172]
由图3至图5可知，与对比例1至4相比，实施例2在1.2m/s的高流速的动水环境下的浆液留存率更高。实施例2在20℃的温度和1.2m/s的动水环境下浆液留存率达到98.6％，在10℃的温度和1.2m/s的动水环境下浆液留存率达到94.4％，在5℃的温度和1.2m/s的动水环境下浆液留存率达到85.5％，浆液的渗透系数小于10-7
cm/s。
[0173]
由上述分析可知，在不同温度环境和极高的动水条件下，该动水抗分散注浆浆液在高流速动水环境下的浆液留存率均高于80％，说明该动水抗分散注浆浆液的抗冲刷性能好，能够用于封堵不同温度和不同流速条件下地层裂缝、孔隙或大的通道等地下水的突涌，能够缩短矿山突涌水事故的救援时间和注浆量。