张天军，张秀锋，庞明坤，刘 楠，张 硕，高航标

(1.西安科技大学 安全科学与工程学院，陕西 西安 710054; 2.西安科技大学 理学院，陕西 西安 710054; 3.陕西省崔家沟煤矿，陕西 铜川 727101)

颗粒流失会致使陷落柱内充填物活化，进而诱发矿井突水事故[1-3]。在含水层以上进行采掘活动时，复杂地质构造中的岩溶陷落柱及其围岩底板易受压-拉-压循环荷载以及持续承压水的作用，一旦陷落柱内泥质和硅质等破碎岩体不足以承受当前荷载和水力侵蚀条件将诱发严重矿井突水灾害[4-5]。因此，开展颗粒流失下陷落柱充填物孔隙结构与突水行为的研究对矿井水害防控和治理具有重要的工程指导价值。

近年来，针对开采煤层底板承压和高承压水作用下的陷落柱突水问题，李连崇[6]、王家臣[7]、冯梅梅[8]和李振华[9]等通过室内试验与数值模拟相结合的方式研究了陷落柱活化、发育直至突水通道形成的全过程，揭示了煤层底板下隐伏陷落柱滞后突水机理和突水通道的形成规律，得到了采动影响下陷落柱突水的时变规律，但对于陷落柱本身的结构特征尚未考虑，针对该问题，王路珍[2,10]、孔海陵[11]、郁邦永[12]和张天军[13]等在考虑陷落柱充填物的级配构成、外部承压、充填材料和岩块胶结作用的基础上，研究了渗透率、孔隙度等物理量随渗透压的变化规律，得到了动态渗流系统中质量损失率和固结材料对渗流特性的影响。大量研究表明，陷落柱内部结构对突水灾害有重要影响，基于此，冯梅梅[14]和吴疆宇[15]等考虑了Talbol幂指数n值对颗粒质量损失、孔隙率和渗透率的影响，讨论了不同Talbol级配下破碎岩体的渗透性和突水参量，得到了破碎岩体质量损失与渗透率的关系。……