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为了研究风化泥岩裂缝涌水及扩展变化规律,研发了一种岩石裂缝涌水扩展试验装置。通过对赵固一矿现场岩样进行干燥饱和吸水率、点荷载强度等试验分析了不同层位风化泥岩的物理性质,根据物理性质的差异制作了两组风化泥岩岩石试件,并采用X射线衍射(XRD)试验测试了试件的矿物组成成分。通过设置不同的注水压力和裂缝宽度对两组岩石试件进行风化泥岩裂缝涌水及扩展模拟试验,得出了试验含水层水压力和裂缝通道涌水量的变化规律,并探讨了注水压力、裂缝宽度和岩石物理性质对风化泥岩裂缝扩展的影响,总结出水流作用下风化泥岩裂缝扩展规律。
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第
41
卷第
4
期
煤 炭 学 报
Vol. 41 No. 4
2016
年
4
月
JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY
Apr. 2016
李江
华
,
许延春
,
董检平
,
等
.
风化泥岩裂缝涌水及扩展规律模拟试验研究
[J].
煤炭学报
,2016,41( 4) : 9
84 - 991. doi: 10. 13225 /j.
cnki. jccs. 2015. 0776
Li Jianghua,Xu Yanchun,Dong Jianping,et al. Experimental research on water burst and extension law of weathered mudstone crack[J].
Journal of China Coal Society,2016,41( 4) : 984 - 991. doi: 10. 13225 /j. cnki. jccs. 2015. 0776
风化泥岩裂缝涌水及扩展规律模拟试验研究
李江
华
,
许延春
,
董检平
,
郭文砚
,
曹旭初
(
中国
矿业大学
(
北京
)
资源与安全工程学院
,
北京
100083)
摘 要
:
为了研究风化泥岩裂缝涌水及扩展变化规律
,
研发了一种岩石裂缝涌水扩展试验装置
。
通
过对赵固一矿现场岩样进行干燥饱和吸水率
、
点
荷载强度等试
验分析了不同层位风化泥岩的物理
性质
,
根据物理性质的差异制作了两组风化泥岩岩石试件
,
并采用
X
射线衍射
( XRD)
试验测试了
试件的矿物组成成分
。
通过设置不同的注水压力和裂缝宽度对两组岩石试件进行风化泥岩裂缝涌
水及扩展模拟试验
,
得出了试验含水层水压力和裂缝通道涌水量的变化规律
,
并探讨了注水压力
、
裂缝宽度和岩石物理性质对风化泥岩裂缝扩展的影响
,
总结出水流作用下风化泥岩裂缝扩展规律
。
关键词
:
风化泥岩裂缝
;
涌水
;
扩展规律
;
水压力
;
涌水量
中图分类号
: TD745. 2
文献标志码
: A
文章编号
: 0253 - 9993( 2016)
04 - 0984 - 08
收稿
日期
: 2015
-
06
-
02
修回
日期
: 2015
-
10
-
13
责任
编辑
:
许书阁
基金项目
:
国家重点基础研究发展计划
( 973)
资助项目
( 2013CB227903 ) ;
国家自然科学基金煤炭联合基金重点资助项目
( U1361209) ;
国家自
然科学基金资助项目
( 51004109)
作者简介
:
李江华
( 1987—) ,
男
,
山西闻喜人
,
博士研究生
。E - mail: Jianghua_lee@ 163. com
Experimental research on water burst and extension law of
weathered mudstone crack
LI Jiang -hua,XU Yan-chun,DONG Jian-ping,GUO Wen-yan,CAO Xu -chu
( Faculty of Resource and Safety Engineering,China University of Mining and Technology ( Beijing) ,B
eijing 100083,China)
Abstract: In order to study the water burst and extension law of weathered rock crack,a testing apparatus of rock min-
ing-crack extension under water flow has been developed. The physical features of weathered mudstone located in dif-
ferent positions were analyzed through some basic physical tests which include saturated water absorptivity,point load
intensity etc. Using two groups of rock specimens according to the difference of their physical features,the composition
of rock sample was tested through X-ray diffraction ( XRD) experiment. The experiment of water burst and extension
law of crack was conducted through setting up different water injection pressures and crack widths with the two groups
of rock specimens. The study obtained the change rule of water pressure and w ater inflow,discussed the influence of
water injection pressure,crack width and physical properties of rock on crack extension,and summarized the crack ex-
tension law of weathered mudstone.
Key words: weathered mudstone crack; water burst; extension regulation; water pressure; water inflow
突水事故居煤矿五大灾害事故第
2
位
,
据
不
完全
统计
,2014
年我国煤矿发生突水事故
7
起
,
死亡人数
63
人
。
突水事故不仅造成了工程本身的灾害
,
更给
国家和人民造成重大的生命和经济损失
。
新生界底
部含水层水是矿井突水主要水源之一
,
直接影响采矿
工程的安全和稳定
。
此外
,
采矿工程活动产生的顶板
裂隙通道也是矿井发生突水的必备条件
,
是地下工程
活动中经常面临且必须解决的重大问题
。
近年来
,
许
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