本文關(guān)鍵詞：裂隙內(nèi)部潰砂運(yùn)移特點(diǎn)及應(yīng)力波動研究

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【摘要】：隨著近年來煤炭資源的開采逐漸向西部地區(qū)發(fā)展,潰砂災(zāi)害的防治也越來越受到關(guān)注。本文通過自行設(shè)計的裂隙潰砂試驗(yàn)裝置用兩種石英砂顆粒以及3種天然砂樣進(jìn)行了潰砂試驗(yàn),探究了潰砂的影響因素、運(yùn)移特點(diǎn)以及裂隙內(nèi)部應(yīng)力變化規(guī)律。兩種石英砂顆粒的試驗(yàn)表明,潰砂速度的大小主要取決于潰砂出口的寬度,總潰砂量取決于砂源區(qū)的砂量;受裂隙傾角的控制,裂隙通道的開啟方式有局部空間擴(kuò)展、局部空間移動、直接潰砂3類。3種天然砂樣的試驗(yàn)得出,潰砂后干砂和水砂流對裂隙壁的作用力自潰砂入口至出口呈減小的趨勢;根據(jù)應(yīng)力變化規(guī)律將水砂流中顆粒的運(yùn)移分兩類:碰撞運(yùn)移型,其裂隙內(nèi)部應(yīng)力存在波動;連續(xù)運(yùn)移型,裂隙內(nèi)部應(yīng)力變化連續(xù)。3種天然干砂潰砂時對裂隙壁存在周期性作用力,粒徑大的顆粒對裂隙壁的作用力、應(yīng)力波動幅值及應(yīng)力波動周期均較大,運(yùn)用Matlab插值分析得出應(yīng)力波動頻率約為3.2~3.6Hz。水砂流潰砂時僅粒徑最大的砂樣仍存在應(yīng)力波動,頻率減小為2.7~3.5Hz,應(yīng)力受粒徑的控制增幅較小。試驗(yàn)獲得了影響潰砂的主要因素以及砂體運(yùn)移規(guī)律和應(yīng)力波動現(xiàn)象,有助于進(jìn)一步了解潰砂機(jī)理及裂隙內(nèi)部應(yīng)力變化情況,對潰砂災(zāi)害的防治起到一定的指導(dǎo)作用。
【作者單位】： 中國礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院;深部巖土力學(xué)與地下工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：基金項目:高強(qiáng)度開采下重大地質(zhì)災(zāi)害的形成機(jī)理與預(yù)測(2013CB227903)資助
【分類號】：TD77
【正文快照】： 0引言潰砂是指近松散層采掘時含砂量較高的水砂混合流體潰入井下工作面并造成財產(chǎn)損失及人員傷亡的一種礦井地質(zhì)災(zāi)害。近年來由于東部煤炭資源的大量消耗,煤炭資源的開采逐漸向西部地區(qū)發(fā)展。西部地區(qū)煤礦具有埋藏淺、頂板基巖薄、上覆松散層厚度大、地質(zhì)構(gòu)造簡單、煤層厚度大，

本文編號：1185973