浅埋开采水沙溃涌预测与防治策略

"浅埋开采工作面水沙溃涌灾害预测及防治对策" 本文主要探讨了在浅埋开采过程中，如何预测和防治水沙溃涌灾害，尤其关注于富含水沙层的工作面。水沙溃涌是由于渗透破坏导致的一种严重灾害，它涉及到地下水动力学、岩土力学以及采矿工程等多个领域。 作者首先将水沙溃涌定义为渗透破坏的一种表现形式，研究对象集中在被导水裂缝贯穿的潜水含水层。为了分析这一现象，作者将含水层简化为圆形截面，并利用完整井理论构建了覆岩破坏涌水裂隙通道的水力坡度表达式。这个表达式能够反映地下水在裂缝通道中的流动特性。通过Kusaki公式，可以计算出这种现象的影响半径，即水沙溃涌可能波及的区域。 接下来，作者应用Zamarin式来确定水力坡度的临界值，这是一个关键指标，用于判断是否会发生水沙溃涌。考虑到覆岩顶板的实际破断情况，作者将"悬臂"岩梁分为不回转（θ=0°）和回转（θ≠0°）两种情况，分别给出了对应的水沙溃涌判别式。这些判别式对于预测导水裂隙带（尤其是网络性裂隙带）影响范围内的水沙溃涌风险具有重要的科学参考价值。 此外，针对不同类型的裂缝带，如冒落性裂缝带和网络性裂缝带，文章提出了相应的防治对策。冒落性裂缝带通常与采矿活动直接相关，而网络性裂缝带则可能由地质构造或地应力引起。这些对策旨在通过疏干降排含水砂岩层，减少地下水压力，防止灾难性的水沙溃涌事件发生，从而保障开采工作面的安全。 关键词强调了富水沙层、水沙溃涌、水头高度和水力坡度在研究中的核心地位。富水沙层的特性决定了其在水沙溃涌中的重要角色；水头高度是影响地下水流动的关键因素；水力坡度则反映了地下水的流动状态和潜在的破坏能力。 总结起来，该研究通过理论模型和实际案例分析，为浅埋开采条件下水沙溃涌灾害的预测提供了理论基础，并提出了有效的防治措施，对矿产资源开采中的环境保护和安全生产具有重要意义。