突水过程中颗粒运移对破碎砂岩水力特性影响试验研究
2021-06-18陈学文吕闰生
中国矿业 2021年6期
陈学文,吕闰生
(1.河南建筑职业技术学院,河南 郑州 450064;2.河南理工大学资源环境学院,河南 焦作 454003)
近年来,我国中东部矿井浅部煤炭资源已开采殆尽,因此纷纷转向深部煤炭资源开采[1-3],但受“三高一扰动”的影响,煤矿突水事故日趋频繁,严重影响了煤矿的安全生产和经济效益[4-7]。针对矿山突水灾变问题,许多专家学者采用理论分析、数值模拟和室内试验等方法开展了研究并取得了丰硕的成果。在理论方面,钱鸣高等[8]从不同断层破碎带类型角度分别研究了相应的突水机制;罗雄文等[9]分析研究了断层破碎带内部不良地质含水体特性与突水灾害的关系,将触发突水事故的地质构造类型及灾变模式分为五种;WANG等[10]基于有效多孔介质理论研究分析了采动条件下裂隙岩体渗透率变化规律及其对地下水突水影响。数值模拟方面,李廷春等[11]基于连续介质力学和变质量动力学理论,推导了饱和断层破碎岩体变质量渗流-变形耦合模型并将其编译入FLAC3D数值软件中,模拟揭示了富水断层破碎带围岩突水机理;陈国庆等[12]利用COMSL软件将Darcy流、Brinkman和N-S渗流方程耦合,实现破碎带隧道突水全过程模拟。室内试验方面,MA等[13]用采用自发设计加工的试验系统研究了采动过程中小颗粒运移对诱发断层突水机理;郭信山等[14]采用断层影响因子等值线和断层分维等值线相互融合技术,得到新汶煤田协庄煤矿奥灰岩溶裂隙分布规律。
以上研究大多依托不同的工程背景下的破碎带突水事故而得出适用于特定条件结论和防治方案。……
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