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矿山采掘岩体渗透变形灾变机理及防控Ⅰ:顶板溃水溃砂 被引量：16
1
作者 隋旺华 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2022年第6期903-921,共19页
矿山采掘诱发顶板溃水溃砂灾害防控正成为制约矿山安全的重要瓶颈。从成灾机制、运动规律和危险性评价等方面综述了顶板溃水溃砂研究的主要进展和趋势。溃水溃砂的成灾工程地质机制分为4类:直接或间接揭露松散含水层、导水裂隙带沟通松... 矿山采掘诱发顶板溃水溃砂灾害防控正成为制约矿山安全的重要瓶颈。从成灾机制、运动规律和危险性评价等方面综述了顶板溃水溃砂研究的主要进展和趋势。溃水溃砂的成灾工程地质机制分为4类:直接或间接揭露松散含水层、导水裂隙带沟通松散含水层渗透破坏、人为钻孔沟通松散含水层、软弱覆岩遇水劣化(崩解泥化)伴随顶板裂隙水或离层水突出的溃水溃砂成灾模式。溃水溃砂的运动规律研究获得了水砂混合物经出口、单裂隙、交叉裂隙网络和垮落带的运动特征,建立了溃水溃砂定性和定量的评价方法,提出了溃水溃砂主动防控方法等。最后,提出了顶板溃水溃砂机理及防控应该重点解决的关键科学和技术问题,包括建立顶板溃水溃砂工程地质数字孪生模型,揭示溃水溃砂通道形成机理,建立反映溃水溃砂全过程运动方程,加强监测预警技术、实际赋存环境模型试验技术、高效注浆关键设备等关键技术和设备研发等。 展开更多
关键词 渗透变形 顶板突水 溃水溃砂 垮落带 裂隙带 临界水力坡度 安全水头 危险性评价
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近松散层采掘抗渗透破坏评价方法Ⅰ:临界水力坡度 被引量：4
2
作者 隋旺华 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期175-186,共12页
抗渗透破坏评价是近松散含水层煤层开采溃水溃砂防控的重要基础工作,但至今尚未形成规范性方法和标准。松散层和风化带抗渗透破坏评价的关键是确定水力坡度和临界水力坡度。首先综述了流土和内部侵蚀发生的临界水力坡度确定方法,指出近... 抗渗透破坏评价是近松散含水层煤层开采溃水溃砂防控的重要基础工作,但至今尚未形成规范性方法和标准。松散层和风化带抗渗透破坏评价的关键是确定水力坡度和临界水力坡度。首先综述了流土和内部侵蚀发生的临界水力坡度确定方法,指出近松散层煤层采掘诱发溃水溃砂临界水力坡度与传统的临界水力坡度的不同特点。针对集中通道获得考虑临空面出口尺寸和岩土层物理力学性质的松散砂层、黏土层和基岩风化带的抗渗透破坏临界水力坡度的计算公式,采用试验结果验证,溃水溃砂临界水力坡度公式的适用性。通过单因素和多因素参数对临界水力坡度的敏感性分析结果表明,裂隙宽度是影响临界水力坡度大小的最重要因素,也表明在实际工程中通过控制采掘诱发的覆岩破坏是减少溃水溃砂灾害的关键措施。煤系风化带的临界水力坡度与其中黏土成分的含量、施加荷载大小有密切的关系,当黏土在风化岩石中占比(质量分数)为5%~40%时,其变化范围为2.9~67.2,给出了用高斯函数的拟合估算关系式和考虑上覆荷载的估算公式。研究结果将为近松散层开采溃水溃砂评价临界水力坡度计算提供参考。 展开更多
关键词 临界水力坡度 渗透变形 松散含水层 风化带 溃水溃砂 抗渗透破坏
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基于结构水文地质学的采掘诱发高势能突水溃砂主动防控 被引量：21
3
作者 隋旺华 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2022年第1期101-109,共9页
在谷德振先生"水文地质结构"学术思想指引下,本文提出建立结构水文地质学的设想,论述了其基础理论框架。从方法论角度将矿山水害防控分为被动防控和主动防控两种方法。以结构水文地质学指导煤矿高势能突水溃砂防控,分析了被... 在谷德振先生"水文地质结构"学术思想指引下,本文提出建立结构水文地质学的设想,论述了其基础理论框架。从方法论角度将矿山水害防控分为被动防控和主动防控两种方法。以结构水文地质学指导煤矿高势能突水溃砂防控,分析了被动防控可能产生突水溃砂灾害的机理;提出了主动地质工程防控的原理,包括地质材料性质改造、结构隔水性能重构、赋存水动力环境改造、减轻采掘诱发覆岩破坏等具体方法。抛砖引玉,以期催生符合中国矿山防治水实践需要的创新理论和方法。 展开更多
关键词 结构水文地质学 高势能 突水溃砂 采掘扰动 主动防控 深部矿山
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近松散层采掘抗渗透破坏评价方法Ⅱ:水力坡度解析法 被引量：1
4
作者 董贵明 隋旺华 +3 位作者 李雨洲 姚佳音 郭和伟 傅文杰 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期1486-1493,共8页
采掘诱发裂隙导通顶板上覆含水砂层中产生的水力坡度是渗透型溃砂的关键判断依据之一,但是,到目前为止主要是采用定流量下的稳定流水力坡度表达式计算,而实际上,上覆含水层中水动力条件和涌水量在溃水溃砂过程中都是非稳定的。本文依据... 采掘诱发裂隙导通顶板上覆含水砂层中产生的水力坡度是渗透型溃砂的关键判断依据之一,但是,到目前为止主要是采用定流量下的稳定流水力坡度表达式计算,而实际上,上覆含水层中水动力条件和涌水量在溃水溃砂过程中都是非稳定的。本文依据非稳定流理论,给出了二维潜水、承压水单井定降深模型下的水力坡度J的解析公式,并分析了J随时间和距离的演变特征。结果表明,对于潜水,J随与井的距离r的增加而下降,下降速度随r的增加而减小;存在拐点r′,当r<r′时,J随时间延长而下降,在r>r′时,J随时间延长而增加;随着地下水头H 0的增加,J是增加的;本文获得的潜水的非稳定流条件下的J大于潜水稳定流的J。对于承压水,J随r的增加而下降,下降速度随r的增加而减小;与潜水不同的是,在不同r处,J随时间延长而下降,不存在拐点;随着H 0的增加,J是增加的;本文获得的承压水的非稳定流条件下的J不总大于承压水稳定流的J。最后,在伊犁河谷某矿对本文方法进行了初步应用。 展开更多
关键词 水力坡度 松散含水层 溃水溃砂 抗渗透破坏
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