編號：CPJS04274
篇名：深部新型固流耦合相似材料的研制與應(yīng)用
作者：陳軍濤； 尹立明； 孫文斌； 路暢； 張士川； 孫熙震；
關(guān)鍵詞：采礦工程 深部開采 固流耦合 隔水層 石蠟 采動裂隙
機構(gòu)： 山東科技大學礦山災(zāi)害預(yù)防控制省部共建國家重點實驗室培育基地； 山東科技大學礦業(yè)與安全工程學院；
摘要： 為了更好地分析深部開采承壓水上底板隔水層的破裂規(guī)律,從固流耦合理論的角度出發(fā),在充分調(diào)研相似材料和大量室內(nèi)試驗的基礎(chǔ)上,選取以石蠟、凡士林為膠結(jié)劑,河砂、碳酸鈣為骨料,液壓油為調(diào)節(jié)劑的深部隔水層新型固流耦合相似材料。通過對固流耦合材料試件的指標測試,確定相似材料各組分的含量比例。相似材料遇水后具有較好的脆性和非親水性,能夠模擬具有不同滲透率的底板隔水層,達到了固流耦合材料的相似要求。采用自主研制的采動煤層底板突水相似材料模擬試驗系統(tǒng),分析深部開采底板隔水層的應(yīng)力和位移變化特征,反演得到采動影響下隔水層裂隙的擴展演化規(guī)律。研究表明:(1)采動裂隙主要在開切眼、采空區(qū)中部和回采工作面3個部位的底板隔水層處產(chǎn)生;(2)采動裂隙類型以豎向張裂隙、剪切裂隙和層向裂隙為主;(3)開切眼兩側(cè)巖體的應(yīng)力差越大,隔水層采動裂隙發(fā)育越充分,工作面前方與斷層之間是底板突水發(fā)生的主要區(qū)域。試驗說明制取的隔水層新型固流耦合相似材料能夠應(yīng)用于深部隔水層破裂規(guī)律的研究,實現(xiàn)了深部底板隔水層的相似模擬。
