變質(zhì)量破碎泥巖滲透性的加速試驗(yàn)研究.pdf

1、含陷落柱煤層開采時(shí),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(shí)間變化,常常發(fā)生水流形態(tài)的轉(zhuǎn)變,引發(fā)突水災(zāi)害。變質(zhì)量破碎巖體滲流研究成為陷落柱突水災(zāi)害防治的基礎(chǔ)課題。陷落柱突水前,經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間的質(zhì)量流失,加速滲透試驗(yàn)是模擬陷落柱質(zhì)量遷移和流失的有效手段。本文對(duì)質(zhì)量流失過程中破碎巖體的滲透性進(jìn)行加速試驗(yàn)研究,取得如下研究成果:
　　(1)研制了能夠體現(xiàn)溶蝕、沖蝕和磨蝕效應(yīng)的變質(zhì)量破碎巖石滲透試驗(yàn)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(shù)據(jù)采集與分析子系統(tǒng)和細(xì)小顆?；厥兆酉到y(tǒng)構(gòu)成,可滿足泵站式和注射器式兩種方式滲透試驗(yàn)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(zhì)量變化過程,建立了質(zhì)量流失率和表觀毛密度變化率的表達(dá)式,解釋了破碎巖石質(zhì)量遷移和流失的機(jī)理。
　　(3)通過變質(zhì)量破碎泥巖滲透加速試驗(yàn),建立了質(zhì)量流失率與孔隙度、時(shí)間的函數(shù)關(guān)系,并構(gòu)造了函數(shù)形狀參數(shù)的遺傳算法;得到了Talbol冪指

3、數(shù)和初始孔隙度對(duì)質(zhì)量流失率的影響規(guī)律。
　　(4)通過變質(zhì)量破碎泥巖滲透加速試驗(yàn),構(gòu)建了變質(zhì)量破碎泥巖滲透性參量的遺傳算法,得到不同Talbol冪指數(shù)和初始孔隙度下滲透率、非Darcy流β因子和加速度系數(shù)的變化規(guī)律。
　　(5)通過變質(zhì)量破碎泥巖水流形態(tài)轉(zhuǎn)變?cè)囼?yàn),得到了水流形態(tài)轉(zhuǎn)變前質(zhì)量流失時(shí)間、流失總質(zhì)量與Talbol冪指數(shù)、初始孔隙度、壓力梯度的關(guān)系,建立了水流形態(tài)轉(zhuǎn)變條件,運(yùn)用質(zhì)量流失的觀點(diǎn)解釋了破碎泥巖滲流失穩(wěn)機(jī)理。