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斷層物質(zhì)級配特征對滲流狀態(tài)和非Darcy滲流參數(shù)影響研究

于小軍; 馬青海; 楊天鴻; 楊斌; 熊輝; 黃夢龍 東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院; 沈陽市110819

摘要：預(yù)防斷層突水引發(fā)的礦井災(zāi)害至關(guān)重要。該文針對這一問題利用一維非Darcy滲流試驗系統(tǒng)和數(shù)值仿真軟件COMSOL研究斷層物質(zhì)級配特征對非Darcy滲流參數(shù)的影響規(guī)律,分析了產(chǎn)生非Darcy流的臨界條件,揭示了斷層突水機制,為預(yù)防突水災(zāi)害提供了理論基礎(chǔ)。研究結(jié)果表明:斷層物質(zhì)的級配特征對非Darcy滲流參數(shù)會產(chǎn)生重要影響,試樣中顆粒尺寸越大或粗顆粒占比越大,介質(zhì)滲透率和非Darcy影響因子越大;當(dāng)混合試樣中粗顆粒占比達到75%以上時,在一定滲流速度下會產(chǎn)生質(zhì)量流失,這是引發(fā)突水的重要原因;在顆粒粒徑大于0.5mm的單一試樣或粒徑大于0.5.mm的顆粒占到20%以上的混合試樣中,當(dāng)滲流速度大于0.03m/s時會產(chǎn)生非Darcy流。考慮斷層物質(zhì)顆粒的級配關(guān)系對研究礦山突水問題具有非常重要的現(xiàn)實意義。

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