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2021年第10期
2021-10-11
117

浅埋薄基岩工作面溃水溃砂模拟试验及影响因素分析

  • 作者:

    杨俊哲
    吴作启
    李宏杰
    张彬
    季文博
  • 关键词:

    溃水溃砂
    浅埋薄基岩
    灾害监测与预警
  • 作者单位:

    神华神东煤炭集团有限责任公司
    中煤科工生态环境科技有限公司
    煤炭科学技术研究院有限公司 安全分院
    煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点试验室

摘要

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摘要:

针对榆神府矿区首层煤炭资源开采过程中在通过古冲沟区域时多次发生溃水溃砂灾害的问题,探究了古冲沟区域浅埋深、基岩薄、松散层厚且含水的工作面溃水溃砂灾害发生机理,利用自主研发的溃水溃砂启动测试仪实现了浅埋薄基岩厚松散含水层工作面溃水溃砂灾害过程的室内试验模拟。根据溃水溃砂灾害现场特征确定了水头高度、裂缝特征(裂缝大小和倾角)、砂土体厚度和密实度、黏土层厚度等6个溃水溃砂启动影响因素,基于正交试验原理设计并实施了25组水砂溃涌启动模拟试验,通过总结25组系列试验的试验特征得到了溃水溃砂灾害孕灾过程规律:渗水水量增大水变混水砂突涌。利用极差分析法定量研究了不同影响因素对溃水溃砂灾害启动的影响程度,得到了水头高度是影响溃水溃砂灾害发生的最主要因素,影响程度占比为37.5%,进而提出了采前疏放水是减少溃水溃砂灾害发生的有效措施。对比分析了不同水头高度条件下溃水溃砂灾害的孕灾与灾害特征,研究得到了灾害启动临界水力坡降与其他影响因素的数学关系,为溃水溃砂致灾机理的研究提供依据。溃水溃砂启动前松散含水层内部孔隙水压力突降的试验特征为现场灾害监测与预警提供了依据。

杨俊哲,吴作启,李宏杰,等.浅埋薄基岩工作面溃水溃砂模拟试验及影响因素分析[J].煤炭科学技术,2021,49(10):1-8. YANG Yunzhe,WU Zuoqi,LI Hongjie,et al.Simulation test of water and sand burst in shallow and thin bedrock face and analysis of influencing factors[J].Coal Science and Technology,2021,49(10):1-8.

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