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国内刊号：11-2402/TD
国际刊号：0253-2336
发布日期:
作者：张贵彬, 王荣强, 丁银磊, 张文泉, 吕柄翰,
关键词：突水溃砂, 裂缝劣化, 瞬态模型, 流固耦合, 灾变机理,
松散层下薄基岩采动裂缝通道劣化诱发突水溃砂灾害，严重威胁矿井安全生产。为探究采动覆岩裂缝通道时空演化特征及其内部水砂两相起动−运移机制，基于松散层下薄基岩采动数值模拟，构建4类采动裂缝劣化瞬态模型，通过采动裂缝不同瞬时形态(裂缝开度、裂缝形态)、砂粒粒径及水压条件下溃砂量、溃砂质量流量、砂粒结拱时间、矢跨比、拱脚线角和砂粒接触应力分布的时变特征分析，获取采动劣化缝内水砂运移流溃与砂粒结拱淤滞特征，进而揭示采动覆岩破断水砂两相运移−淤滞交替时空灾变机理。结果表明：在采动覆岩裂缝演化过程中水砂运移呈现砂粒结拱淤滞与粒拱失稳流溃交替特征，裂缝开度与砂粒粒径的相对关系是决定砂粒结拱亦或失稳流溃的关键。砂粒粒径、水压对砂粒结拱与粒拱失稳流溃均起到“双向促进”作用；即当裂缝内砂粒结拱淤滞时，砂粒粒径、水压增加会提高砂粒结拱几率与粒拱稳定性，进而降低致灾风险，砂粒粒径、水压分别与拱粒数目、结拱时间均呈负相关性，与粒拱稳定性呈正相关性；当裂缝劣化引发粒拱结构失稳流溃时，砂粒粒径、水压与溃砂质量流量均呈线性正相关，砂粒粒径、水压的增大会反向加剧致灾危害程度。
来源：2025年第8期
《煤炭科学技术》期刊编辑部
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