矿业安全与环保

作者：康方, 胡东祥, 孟凡贞, 朱术云

关键词：厚松散层, 底部土层, 抗渗透破坏, 突水溃砂, 颗粒级配, 微观测试

为了探究厚松散层底部土层抗渗透破坏特征，以兴隆庄煤矿巨厚松散层薄基岩下开采四采区浅部资源为工程背景，通过对上、下2组土样进行颗粒级配、微观测试、抗渗透试验、安全临界水头高度理论计算等综合分析，探究山西组3煤层上覆含水层发生突水溃砂的临界条件。研究发现：土样的颗粒级配及颜色变化差异较大，粒径小于0.075 mm的细粒土的质量分数，上组的不到30%，而下组的高达70%；上组土样以长石为主，长石质量分数超过90%，结构疏松，SiO 2质量分数高，属于典型的砂性土类；下组土样以高岭石为主，质量分数超过70%，结构致密，Al 2O 3质量分数高，属于典型的黏性土类；确定了不同裂缝宽度下临界水压及临界水力坡度量化取值，随着裂缝宽度不断增加，临界水压和临界水力坡度均呈现逐渐下降的趋势，当裂缝为20 mm时，均出现明显拐点；理论类比计算了安全临界水头高度，初步确定了研究区第四系底部含水层允许安全水头高度为54~70 m，通过与实际水头值对比，分析认为正常开采条件下该区域不会发生突水溃砂渗透破坏事故。

来源：2024年第3期

《矿业安全与环保》期刊编辑部

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