矿业研究与开发

作者：赵恰

关键词：弱胶结含水层;井下泥石流;膨胀率;渗透率;单位涌水量

为研究弱胶结含水层井下开拓工程发生泥石流的机理,以新疆某矿弱胶结砂岩为研究对象,分析了其胶结特征与水理特性,利用孔隙率、膨胀率与渗透率数学模型,得出了矿山弱胶结含水层不同膨胀率条件下的渗透率.以此为基础,采用流固耦合模型分析了开拓工程处于不同埋深条件下,巷道松动圈围岩遇水膨胀过程中其周边塑性区及渗流场变化情况.研究表明:围岩遇水膨胀将增加含水层的透水性,提高其渗透率,当围岩膨胀率增加至30％时,巷道开挖后的单位涌水量将增加1.5~2倍,且随着开拓深度的增加,单位涌水量将大幅增加,为井下泥石流的发生提供充足的水源;弱胶结粉砂岩强度较低,开拓工程掌子面易形成塑性破坏区,且随着开拓深度的增加,巷道掌子面的塑性破坏越大,在地下水的侵蚀与冲刷条件下易崩塌、分解成为物源;井下裂隙发育区的围岩稳定性差,地下水渗流通道畅通、补给充分,在地下水作用下易膨胀垮塌、分解,并被地下水夹携而形成泥石流,为井下泥石流发生的重点区域.研究成果有助于进一步揭示弱胶结含水层井下开拓工程泥石流形成的机理.

来源：2025年第4期

《矿业研究与开发》期刊编辑部

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