基于渗流失稳的突水溃沙进展分析.docx

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1、基于渗流失稳的突水溃沙进展分析 摘 要：阐述了突水溃沙的重要性及意义，对于突水溃沙的探讨现状进行总结，并分别从突水溃沙、水沙流淌及渗流失稳的角度去揭示突水溃沙机理的现状，并进一步提出揭示突水溃沙机理探讨方向。 关键词：突水溃沙；渗流；二相流；探讨现状 Abstract：The pager elaborates the importance of water and sand iush， and sum up the research status of water and sand iush. In order to reveal the mechanism of water and sand

2、 iush， water and sand iush， water and sand fluid， stability are respectively discussed. Research direction to reveal the mechanism of water and sand iush is been put forward. Key words： water and sand iush， seepage， two-phase fluid， research status 1 突水溃沙探讨意义 突水和溃沙事故对煤矿是重大的平安隐患，特殊是对于我国西部干旱、半干旱地区，一方面

3、极度缺水，另一方面还会造成严峻的地质灾难。水沙在顶板采动裂隙或破裂岩体中运移初期是渗流，而后在合适的地质环境先会发生突变进而发生地质灾难。突水溃沙是水、沙混合物在采动裂隙中运动失稳的体现。本文从渗流失稳的角度探讨突水溃沙现象，详细可分为突水溃沙、水沙流淌和失稳机理三个方面进行阐述。 2 国内探讨现状 2.1 突水溃沙方面 杨伟峰等1、隋旺华等2-3从流体角度去探讨，在不同条件下利用胶结砂层进行了室内探讨突水溃沙机理试验，得到了不同压力条件的流淌规律及突沙的临界水力坡度。另外，隋旺华等4、许言春等5从突沙口结构去分析得到了不同的结论，他们认为突沙的初始位置至关重要。 2.2 水沙流淌 水沙在裂隙

4、中的流淌特性探讨极为重要，水沙作为二相流淌介质，而二相流的探讨探讨，又能够有效地利用在能源工程、水利工程、环境工程等科学领域。探讨的主要理论模型包括：连续介质模型、离散颗粒模型、流体拟颗粒模型。 连续介质模型所采纳的方法，主要是用来论述离散的沙粒的各种运动状况。连续介质模型的类别主要包含两种：单流体模型和双流体模型。单流体模型在学术上有特别多的探讨成果，并且有很重要的价值。这篇文章主要阐述对双流体模型的探讨成果。余锡同等人6在他们的成果，即动力学探讨与进展中，主要说明白悬沙浓度、泥沙沉降速度以及各相间作用力随时间的改变规律。 离散颗粒模型中，存在着流体相和颗粒相，通过探讨，二者主要通过相互作用

5、力实现相互耦合，不过二者的描述方法不一样，主要用连续介质力学方法描述流体相，用颗粒轨道模型描述颗粒相。离散颗粒模型是在统计分析了大量的离散的颗粒，通过一些列的相关的试验调查，最终经过分析得到平均的颗粒运动过程。概括性的说，离散颗粒模型在数学界的范围上就只是属于一种简洁的方程形式，但是由于这种形式具有肯定的困难性，人为的计算工作量比较大且困难，想要得出精确的结论，这个是很困难的。 流体拟颗粒模型最主要的目的是保证流体的运动具有肯定的连续性和稳定性。这种模型主要是通过流体微团和固体颗粒的质点运動方程来描述说明。流体拟颗粒模型中的相互作用力是这种模型是否顺当试验的重要保障。流体拟颗粒模型目前在国内外

6、还在不断的发展探讨阶段，现有的探讨比较少。 通过以上文章阐述，目前国内外水沙混合物流淌在河流和管道中的试验、理论分析和数值模拟等方面的探讨成果以及进展都是特别可观的，但是相对来说，对于水沙混合物在裂隙中的渗流问题，目前还是处于起步阶段，须要我们更进一步的去发掘探讨。 2.3 渗流失稳 孔海陵、陈占清等人7初步探讨了承载关键层、隔水关键层和渗流关键层关系，他们认为当某一岩层的渗透率比其他岩层低一个量级，而非Darcy流因子比其他岩层高两个量级时，该岩层的渗透性参量对岩体渗流的稳定性起支配作用，并参照承载关键层的提法，将这一岩层成为渗流关键层。缪协兴等8通过对破裂岩体中气体渗流的非线性动力学的探讨

7、，他们总结了多方面的关于渗流失稳的观点，并且胜利的阐述说明白关于瓦斯突出的原理及其发生条件等。 从上面所论述的全部详细试验以及本人的个人观点来看，渗流失稳可以对突水、瓦斯突水机理方面做出相对合理且正确的说明说明，但是，目前还没有人利用这一原理对突水溃沙的现象及缘由进行说明探讨。 3 结束语 突水溃沙的机理远没有被人们相识和驾驭，本文从突水溃沙、水沙二相流和渗流失稳机理三个方面阐述了突水溃沙的重要性及意义。突水溃沙的探讨是个巨大并且困难，而且极其有意义和作用的过程，目前对突水溃沙的发朝气理，我们还始终在不断地深化探讨，特殊是水沙在裂隙或破裂岩体的运移规律，探讨偏少；借鉴水沙二相流在河流领域的探讨

8、成果，结合渗流失稳理论，是揭示突水溃沙机理一个新方向。 参考文献 1杨伟峰，隋旺华，吉育兵，等.薄基岩采动裂隙水沙流运移过程的模拟试验J.煤炭学报，2022，37：141-146. 2隋旺华，蔡光桃，董青红.近松散层采煤覆岩采动裂缝水砂突涌临界水力坡度试验J.岩石力学与工程学报，2022，26：2084-2091. 3隋旺华，董青红，蔡光桃，等.采掘溃砂机理与预防M.地质出版社，2022. 4隋旺华，董青红.近松散层开采孔隙水压力改变及其对水砂突涌的前兆意义J.岩石力学与工程学报，2022，27：1908-1916. 5许延春，王伯生，尤舜武.近松散含水层溃沙机理及判据探讨J.西安科技高校学报

9、，2022，32：63-69. 6李勇，余锡平，林缅.波浪作用下悬移质泥沙运动的两相流数值模型J.动力学探讨与进展，A辑，2022，25：224-230. 7孔海陵，陈占清，卜万奎，等.承载关键层、隔水关键层和渗流关键层关系初探J.煤炭学报，2022，33：485-488. 8李顺才，陈占清，缪协兴，等.破裂岩体中气体渗流的非线性动力学探讨J.岩石力学与工程学报，2022，26：1373-1380. 第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页