煤炭工程

作者：杜明泽

单位：1. 煤炭科学技术研究院有限公司，北京 1000132. 煤矿灾害防控全国重点实验室，北京 1000133. 北京市煤矿安全工程技术研究中心，北京 1000134. 山西省矿井地球物理勘探技术创新中心，山西 晋城 048006

关键词：弱胶结 , 水砂突涌 , 正交试验 , 离层汇水 , 动水压力,

针对西部深埋侏罗纪煤田弱胶结地层工作面开采引发的间歇式离层型水砂突涌问题，以新上海一号煤矿水砂突涌灾害为研究对象，采用水砂突涌启动试验装置，设计25组静动水压条件下的水砂突涌启动试验。通过单因素分析法，研究黏土层厚度、水头高度、裂隙宽度、裂隙角度及颗粒级配对水砂突涌启动的影响；结合极差分析，量化各主控因素的作用强度。在此基础上，通过隶属度对比及水砂突涌灾变时间，分析动水压力对水砂突涌启动的影响，揭示离层汇水过程中的水砂突涌灾变机制。结果表明：初始水头高度、裂隙宽度与水砂突涌启动呈正相关，黏土层厚度与水砂突涌启动呈负相关；各因素对水砂突涌启动的影响占比依次为黏土层厚度39.4%、水头高度27.3%、裂隙宽度12.1%、颗粒级配12.1%、裂隙角度9.1%；静、动水压力对水砂突涌影响程度的排序为持续注气补压>间歇注气补压>静水压力。

来源：2025年第8期

《煤炭工程》期刊编辑部

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