變質量破碎泥巖滲透性的加速試驗研究.pdf

1、含陷落柱煤層開采時,由于水的溶蝕、沖蝕和磨蝕作用,陷落柱的孔隙度和滲透性參量隨時間變化,常常發(fā)生水流形態(tài)的轉變,引發(fā)突水災害。變質量破碎巖體滲流研究成為陷落柱突水災害防治的基礎課題。陷落柱突水前,經歷了長時間的質量流失,加速滲透試驗是模擬陷落柱質量遷移和流失的有效手段。本文對質量流失過程中破碎巖體的滲透性進行加速試驗研究,取得如下研究成果:
　　(1)研制了能夠體現溶蝕、沖蝕和磨蝕效應的變質量破碎巖石滲透試驗系統(tǒng),本系統(tǒng)由軸向加載

2、及位移控制子系統(tǒng)、滲透子系統(tǒng)、數據采集與分析子系統(tǒng)和細小顆?；厥兆酉到y(tǒng)構成,可滿足泵站式和注射器式兩種方式滲透試驗的要求,兩種滲透方式切換自如。
　　(2)分析了溶蝕、沖蝕、磨蝕作用下破碎巖石的質量變化過程,建立了質量流失率和表觀毛密度變化率的表達式,解釋了破碎巖石質量遷移和流失的機理。
　　(3)通過變質量破碎泥巖滲透加速試驗,建立了質量流失率與孔隙度、時間的函數關系,并構造了函數形狀參數的遺傳算法;得到了Talbol冪指

3、數和初始孔隙度對質量流失率的影響規(guī)律。
　　(4)通過變質量破碎泥巖滲透加速試驗,構建了變質量破碎泥巖滲透性參量的遺傳算法,得到不同Talbol冪指數和初始孔隙度下滲透率、非Darcy流β因子和加速度系數的變化規(guī)律。
　　(5)通過變質量破碎泥巖水流形態(tài)轉變試驗,得到了水流形態(tài)轉變前質量流失時間、流失總質量與Talbol冪指數、初始孔隙度、壓力梯度的關系,建立了水流形態(tài)轉變條件,運用質量流失的觀點解釋了破碎泥巖滲流失穩(wěn)機理。