西部矿区突水溃沙类型及机理研究

发布时间：2018-05-19 06:37

本文选题：突水溃沙 + 破碎岩石　；参考：《煤炭学报》2017年07期

【摘要】：突水溃沙灾害是西部浅埋煤层开采常见问题之一,对矿井安全生产和当地脆弱的生态环境都有着极其不利的影响。在分析西部矿区突水溃沙主要类型的基础上,通过自主研制多孔介质水沙两相渗流试验系统,从多孔介质孔隙度、破碎岩石粒径、沙粒粒径3个方面对突水溃沙的机理进行了研究。结果表明:西部矿区突水溃沙主要类型可以分为切落裂缝型、冒落型、钻孔诱发型3类;孔隙度对发生突水溃沙灾害的影响与破碎岩石粒径有着密切关系,随着破碎岩石粒径增大,孔隙度改变对压力梯度和沙粒流失量的影响程度将降低。沙粒流失量随孔隙度的降低而减少,低孔隙度含水层发生溃沙的可能性将大大降低;同一孔隙度和沙粒粒径条件下,含水层砾石颗粒越小,发生突水溃沙灾害所需的压力梯度就越大,沙粒流失量也越小,越不容易发生突水溃沙灾害;同一孔隙度条件下,0.074~0.25 mm的细砂较之0.25~0.83 mm的中砂或者粗沙更易发生突水溃沙灾害,其所需的启动压力也较小,随着破碎岩石粒径增大,其沙粒流失量呈非线性显著增加。
[Abstract]:The disaster of water and sand bursting is one of the common problems in the mining of shallow coal seams in the west of China, which has an extremely adverse effect on mine safety and the local fragile ecological environment. Based on the analysis of the main types of water inrush and sand burst in the western mining area, a two-phase seepage test system for porous media was developed. The porosity of porous media and the particle size of broken rock were studied. The mechanism of water inrush and sand bursting was studied from three aspects of sand particle size. The results show that the main types of water inrush and sand bursting in western mining area can be divided into three types: cut off fracture type, caving type and borehole induced type, and the influence of porosity on the occurrence of water burst and sand burst disaster is closely related to the particle size of broken rock. As the particle size of broken rock increases, the influence of porosity on pressure gradient and sand loss will decrease. The loss of sand particles decreases with the decrease of porosity, and the probability of sand collapsing in low porosity aquifers will be greatly reduced, and the smaller the gravel particles in the aquifer are under the same porosity and sand particle size, The higher the pressure gradient is and the smaller the loss of sand particles is, the less likely it is to occur water and sand burst disaster. Under the same porosity condition, the fine sand with 0.074 ~ 0.25 mm is more prone to water burst than 0.25 ~ 0.83 mm of medium sand or coarse sand. The start-up pressure is also small, and the sand loss increases significantly with the increase of broken rock particle size.
【作者单位】：河南理工大学能源科学与工程学院;中国矿业大学深部岩土与地下工程国家重点实验室;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院;
【基金】：河南省矿产资源绿色开采与综合利用重点实验室开放基金资助项目(S201619) 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金资助项目(SKLGDUEK1310) 河南省教育厅科学技术研究重点基金资助项目(14A440001)
【分类号】：TD745

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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