薄基岩采动水砂突涌相似模型试验

发布时间：2022-01-17 02:46

　　以太平矿8309工作面为地质原型,采用水砂突涌模拟装置,进行了薄基岩采动条件下的水砂突涌相似模型试验。制备了4组不同颗粒级配的试样,分别模拟了裂隙角度为30°、60°、90°时,裂隙宽度为1～3 cm和2～4 cm时的突水涌砂条件。试验结果表明薄基岩条件下水砂突涌压力和时间与裂隙角度和宽度呈正相关关系,并受裂隙倾角控制。 

【文章来源】：资源信息与工程. 2020,35(01)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

模型示意图

图1 模型示意图既往的研究成果表明,煤系地层在采动条件作用下的垮落形态在剖面上呈“马鞍型”,岩体裂隙受到张拉破坏,单裂隙形态呈上窄下宽的“八字型”。因此,水砂突涌通道设计为理想的“八字型”单裂隙。试验共分为2组,第1组裂隙上部宽度为1 cm、下部宽度为3 cm,第2组裂隙上部宽度为2 cm、下部宽度为4 cm,施加的水压力都为0.1 MPa。每组分别设三种不同倾角(30°、60°、90°)的裂隙进行试验,试验设计见表2。

制备了四组不同颗粒级配的砂样用于模拟含水层,分别为1#试样为细砂、2#试样为中砂、3#试样为粗砂、4#试样为含细粒中砂,如图3所示。模型制备过程:(1)采用薄模板法预制突涌通道;(2)安装信号采集系统并进行数据标定;(3)采用落砂法进行地层制备,并分层压实至设计密度。试验过程:(1)增加水头压力至设定值并保持稳定;(2)打开突涌通道开关进行突涌模拟试验;(3)同步进行数据采集;(4)待试验结束后,上部突水涌砂降落漏斗形成稳定状态后关闭突涌通道开关。2.2 试验结果

【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈软岩质顺向边坡勘察中岩层产状变化的统计分析[J]. 林德洪,田维强.  资源信息与工程. 2016(02)
[2]厚松散层薄基岩采动诱发水砂流运移特征试验[J]. 杨伟峰,吉育兵,赵国荣,沈丁一.  岩土工程学报. 2012(04)
[3]覆岩采动裂隙带动态演化模型的实验分析[J]. 林海飞,李树刚,成连华,王红胜.  采矿与安全工程学报. 2011(02)
[4]高强度综放开采采动覆岩破坏高度及裂隙发育演化监测分析[J]. 张玉军,李凤明.  岩石力学与工程学报. 2011(S1)
[5]采动裂隙分布及其演化特征的采厚效应[J]. 杨科,谢广祥.  煤炭学报. 2008(10)
[6]近松散层采煤覆岩采动裂缝水砂突涌临界水力坡度试验[J]. 隋旺华,蔡光桃,董青红.  岩石力学与工程学报. 2007(10)
[7]覆岩采动裂隙分布的“O”形圈特征研究[J]. 钱鸣高,许家林.  煤炭学报. 1998(05)

博士论文
[1]薄基岩采动破断及其诱发水砂混合流运移特性研究[D]. 杨伟峰.中国矿业大学 2009



本文编号：3593896