編號(hào)：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(kāi)采 固流耦合 隔水層 石蠟 采動(dòng)裂隙
機(jī)構(gòu)： 山東科技大學(xué)礦山災(zāi)害預(yù)防控制省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地； 山東科技大學(xué)礦業(yè)與安全工程學(xué)院；
摘要： 為了更好地分析深部開(kāi)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(yàn)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(guò)對(duì)固流耦合材料試件的指標(biāo)測(cè)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(dá)到了固流耦合材料的相似要求。采用自主研制的采動(dòng)煤層底板突水相似材料模擬試驗(yàn)系統(tǒng),分析深部開(kāi)采底板隔水層的應(yīng)力和位移變化特征,反演得到采動(dòng)影響下隔水層裂隙的擴(kuò)展演化規(guī)律。研究表明:(1)采動(dòng)裂隙主要在開(kāi)切眼、采空區(qū)中部和回采工作面3個(gè)部位的底板隔水層處產(chǎn)生;(2)采動(dòng)裂隙類(lèi)型以豎向張裂隙、剪切裂隙和層向裂隙為主;(3)開(kāi)切眼兩側(cè)巖體的應(yīng)力差越大,隔水層采動(dòng)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(yàn)說(shuō)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(shí)現(xiàn)了深部底板隔水層的相似模擬。
