二维物理模拟揭示软弱覆岩渗流破坏与导水路径

本文主要探讨了在含水层下采场软弱覆岩的综放开采过程中，通过二维物理相似模拟实验来深入研究其渗流作用下的破坏特征和透水机理。作者陈卓立等人针对软弱覆岩的特性，设计了实验模型，通过观察水体沿裂隙的运动情况，揭示了在采动作用下，覆岩裂隙的发育、压实和潜在裂隙的形成区域。他们发现，从地表到煤层，随着深度增加，裂隙率呈现出上升趋势，水体主要沿着那些裂隙率较高的导水优势路径流动，形成了一种“漏斗状”和沿岩层断裂线的“破坏拱”分布模式。这种渗流区域的动态变化对于判断和控制采煤顶板水害至关重要。 在煤层走向方向上，研究指出涌水量的分布规律是开切眼一侧的涌水量大于采空区上覆岩层，而上覆岩层又大于停采面一侧。这表明了渗流动力学在不同区域的不同表现，为制定合理的采掘策略和防治措施提供了依据。通过这些实验数据和分析，研究人员不仅深化了对软弱覆岩破坏机理的理解，也提出了在实际矿井管理中如何利用相似模拟技术预测和预防水灾的有效方法。 整个研究工作结合了理论分析和实践经验，为复杂地质条件下煤炭开采的安全管理提供了科学支持，有助于提升我国煤炭行业的安全技术水平。该研究结果对于指导大型矿井的综放开采规划，防止因渗流引发的突发性水灾具有重要的实践意义。