为了研究立井工作面化学注浆浆液的扩散机理,采用新型透明土模型及无损光学观测技术,并设计了化学注浆模拟装置,利用激光与CCD相机完成了透明土模型内部的渗透注浆过程可视化。图像结果显示化学浆液在重力作用下呈"梨形"扩散,即垂向扩散距离大于横向扩散距离,与传统"球形"扩散理论有所不同。以在建的核桃峪煤矿立井为例,依据模型试验结果提出了化学注浆治理立井工作面二次涌水的注浆孔设计方法,即偏安全考虑减小群孔间距。工程施工结束后,整个井筒工作面涌水量由施工前大于30 m~3/h降到小于3 m~3/h,堵水率达90%,达到了防水堵漏的要求。