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(dòng)研究

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【摘要】：隨著近年來(lái)煤炭資源的開(kāi)采逐漸向西部地區(qū)發(fā)展,潰砂災(zāi)害的防治也越來(lái)越受到關(guān)注。本文通過(guò)自行設(shè)計(jì)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(kāi)啟方式有局部空間擴(kuò)展、局部空間移動(dòng)、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(duì)裂隙壁的作用力自潰砂入口至出口呈減小的趨勢(shì);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(dòng);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(shí)對(duì)裂隙壁存在周期性作用力,粒徑大的顆粒對(duì)裂隙壁的作用力、應(yīng)力波動(dòng)幅值及應(yīng)力波動(dòng)周期均較大,運(yùn)用Matlab插值分析得出應(yīng)力波動(dòng)頻率約為3.2~3.6Hz。水砂流潰砂時(shí)僅粒徑最大的砂樣仍存在應(yīng)力波動(dòng),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(dòng)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(duì)潰砂災(zāi)害的防治起到一定的指導(dǎo)作用。
【作者單位】： 中國(guó)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(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：基金項(xiàng)目:高強(qiáng)度開(kāi)采下重大地質(zhì)災(zāi)害的形成機(jī)理與預(yù)測(cè)(2013CB227903)資助
【分類號(hào)】：TD77
【正文快照】： 0引言潰砂是指近松散層采掘時(shí)含砂量較高的水砂混合流體潰入井下工作面并造成財(cái)產(chǎn)損失及人員傷亡的一種礦井地質(zhì)災(zāi)害。近年來(lái)由于東部煤炭資源的大量消耗,煤炭資源的開(kāi)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(jiǎn)單、煤層厚度大，

本文編號(hào)：1185973