在煤(mei)礦(kuang)開采過程(cheng)中(zhong)，水害(hai)始(shi)終(zhong)是(shi)威(wei)脅(xie)安(an)全(quan)生產(chan)、制約(yue)開采效(xiao)率(lv)的(de)關(guan)鍵問(wen)題(ti)之壹(yi)。隨(sui)著(zhe)煤(mei)層開采深度(du)不斷增加(jia)，地質條件(jian)愈(yu)發(fa)復(fu)雜，導(dao)水裂隙發(fa)育(yu)、含(han)水層突(tu)水等風險顯著(zhu)提(ti)升(sheng)，不僅可(ke)能(neng)造成設備損(sun)壞、開采中斷，更(geng)會(hui)直接(jie)危(wei)及(ji)礦(kuang)工生(sheng)命安(an)全。

註漿堵(du)水作(zuo)為治理礦(kuang)井(jing)水害(hai)的(de)關(guan)鍵技術手(shou)段，通(tong)過向巖層裂隙中(zhong)註(zhu)入(ru)漿液(ye)材(cai)料(liao)，形(xing)成阻水屏障(zhang)，從(cong)而(er)有效(xiao)封(feng)堵湧(yong)水通道(dao)、加(jia)固破(po)碎巖體。既(ji)能(neng)保(bao)障(zhang)井(jing)下作(zuo)業安(an)全(quan)，也(ye)有助於(yu)保(bao)護地(di)下水資源(yuan)與地表生態(tai)環(huan)境(jing)。然(ran)而(er)，註漿效(xiao)果的傳統評(ping)價(jia)方(fang)法(fa)多依賴(lai)於(yu)宏觀(guan)力(li)學(xue)試驗(yan)和鉆探取樣(yang)，難(nan)以實(shi)現(xian)對漿液(ye)滲(shen)透範(fan)圍、孔隙(xi)結構演(yan)化(hua)及(ji)微(wei)觀(guan)損(sun)傷(shang)機(ji)制的精(jing)準(zhun)分(fen)析(xi)。在(zai)這壹背景(jing)下，低(di)場(chang)核(he)磁(ci)共(gong)振技術（ LF-NMR）以其(qi)非(fei)破(po)壞(huai)性(xing)、高精(jing)度和對微(wei)觀(guan)孔隙(xi)結構的(de)敏(min)感(gan)表征能(neng)力(li)，逐漸成為煤(mei)礦(kuang)註漿堵(du)水效(xiao)果評價(jia)與研究的重(zhong)要(yao)工具(ju)。

低(di)場(chang)核(he)磁(ci)共(gong)振技術基(ji)於(yu)原子(zi)核在磁(ci)場(chang)中(zhong)的(de)弛(chi)豫(yu)特性(xing)，能(neng)夠無(wu)損(sun)、快速(su)地檢(jian)測材(cai)料(liao)中(zhong)流(liu)體(ti)的分(fen)布、孔隙(xi)結構及(ji)動態(tai)行為。其(qi)原(yuan)理在於(yu)，氫(qing)原子(zi)核（如在(zai)水分(fen)子(zi)中）在外(wai)加(jia)磁(ci)場(chang)作(zuo)用(yong)下會發(fa)生(sheng)能(neng)級分(fen)裂，通過施加(jia)特定(ding)頻率(lv)的(de)射頻脈沖，可(ke)激(ji)發(fa)核磁(ci)共(gong)振信(xin)號(hao)。信(xin)號(hao)的(de)弛(chi)豫時(shi)間(jian)（T1、T2）與樣(yang)品(pin)孔隙(xi)大(da)小(xiao)、流(liu)體(ti)存(cun)在形(xing)式密(mi)切相關(guan)：短(duan)弛(chi)豫(yu)時(shi)間(jian)通常(chang)對應(ying)小(xiao)孔隙(xi)或(huo)束縛流(liu)體(ti)，長(chang)弛豫(yu)時(shi)間(jian)則(ze)指示(shi)大(da)孔隙(xi)或(huo)自由(you)流(liu)體(ti)。

在煤(mei)礦(kuang)註漿研究中，核磁(ci)共(gong)振通過對巖樣(yang)或(huo)註漿樣(yang)品(pin)中(zhong)水分(fen)子(zi)分(fen)布、相態(tai)及(ji)遷(qian)移(yi)行為的(de)無(wu)損(sun)檢(jian)測，實(shi)現(xian)對註(zhu)漿前(qian)後(hou)巖石孔隙(xi)結構、裂隙連(lian)通(tong)性(xing)與漿液(ye)充(chong)填程(cheng)度(du)的定(ding)量(liang)分(fen)析(xi)。更(geng)重(zhong)要(yao)的是(shi)，它能(neng)夠揭(jie)示(shi)漿液(ye)在(zai)巖石內部的(de)賦(fu)存(cun)狀態(tai)與固化(hua)特征，從(cong)而(er)科學(xue)評價(jia)堵水層的(de)完整(zheng)性(xing)與抗滲(shen)能(neng)力(li)。

低(di)場(chang)核(he)磁(ci)共(gong)振技術還(hai)具備(bei)與力(li)學(xue)、溫(wen)度(du)、化(hua)學(xue)等多(duo)場(chang)耦(ou)合(he)實(shi)驗(yan)的(de)兼(jian)容(rong)性(xing)，為(wei)註(zhu)漿堵(du)水機理的深(shen)入研究開辟(pi)了(le)新(xin)路(lu)徑(jing)。通(tong)過將(jiang)宏(hong)觀(guan)三軸(zhou)壓縮試驗(yan)與微(wei)觀(guan)核磁(ci)測(ce)試相結合(he)，研究人員可(ke)以在同壹巖樣(yang)上施加(jia)梯度(du)載荷(he)，同步觀(guan)察(cha)巖石在應(ying)力(li)作(zuo)用(yong)下微(wei)孔壓(ya)密(mi)、微(wei)裂紋萌(meng)生(sheng)、擴(kuo)展乃(nai)至斷裂的全(quan)過程(cheng)。低(di)場(chang)核(he)磁(ci)能(neng)夠精(jing)準(zhun)捕(bu)捉不同損(sun)傷(shang)階(jie)段孔隙(xi)結構的(de)演(yan)變規(gui)律(lv)，揭示(shi)巖石在受(shou)損(sun)過程(cheng)中(zhong)微(wei)觀(guan)損(sun)傷(shang)擴(kuo)展機(ji)制(zhi)與滲(shen)流(liu)特性(xing)的(de)關(guan)聯。

應(ying)用(yong)案例(li)：註漿核(he)磁(ci)弛(chi)豫(yu)、成像表征

圖(tu)壹(yi)：註(zhu)漿過程(cheng)及(ji)固化(hua)

低(di)場(chang)核(he)磁(ci)共(gong)振技術在(zai)煤(mei)礦(kuang)領(ling)域的(de)應(ying)用(yong)優勢(shi)顯著(zhu)。實(shi)現(xian)了(le)無(wu)損(sun)檢(jian)測，同壹試樣(yang)可(ke)重(zhong)復(fu)用(yong)於(yu)多條(tiao)件(jian)、多(duo)維度測(ce)試，極(ji)大(da)提(ti)高了(le)實(shi)驗(yan)數(shu)據(ju)的(de)連貫(guan)性(xing)與可(ke)靠(kao)性(xing)。高靈敏度(du)與定(ding)量(liang)化(hua)分(fen)析(xi)能(neng)力(li)使其(qi)能(neng)夠識(shi)別微(wei)米(mi)級孔隙(xi)及(ji)流(liu)體(ti)相態(tai)變化(hua)，克服了(le)傳(chuan)統(tong)方(fang)法(fa)分(fen)辨(bian)率(lv)不足的(de)缺(que)點(dian)。技術操作(zuo)相對簡(jian)便，儀(yi)器(qi)成本(ben)低(di)於(yu)高頻核磁(ci)，更(geng)適合(he)工程(cheng)現場(chang)的(de)推廣與應(ying)用(yong)。

低(di)場(chang)核(he)磁(ci)共(gong)振技術不僅為煤(mei)礦(kuang)註漿堵(du)水效(xiao)果提供了(le)科學(xue)、精(jing)準(zhun)的評價(jia)手(shou)段，更(geng)通(tong)過多(duo)場(chang)耦(ou)合(he)實(shi)驗(yan)揭(jie)示(shi)了(le)註(zhu)漿加(jia)固的(de)微(wei)觀(guan)機制(zhi)與巖體損(sun)傷(shang)演(yan)化(hua)規(gui)律(lv)。這壹(yi)技術的(de)深入應(ying)用(yong)將助力(li)煤(mei)礦(kuang)水害(hai)防(fang)治從(cong)經驗導(dao)向邁(mai)向數(shu)據驅動與機理洞(dong)察(cha)，為礦(kuang)山安(an)全(quan)綠色開采提供(gong)關(guan)鍵技術支(zhi)撐。