断层突水灾变演化过程划分基础试验研究 - 孙文斌; 杨辉; 赵金海; 薛延东; 张晓波; 刘倩慧 (煤炭科学技术, 2023)
TD745; 断层突水严重威胁煤矿开采,灾害呈滞后性、隐蔽性等特征,掌握断层突水灾变演化机制、过程规律,对开展煤矿防治水工作具有重要理论指导意义.通过构建突水演变分析模型,分析了承压水导升路径和断层带演化特征.釆用岩石应力-渗流耦合真三轴试验系统,结合声发射和数字散斑技术,配制含断层破碎带充填物的大尺寸类岩石试样,研究了双轴加载过程中含不同岩性和产状断层充填物的试样失稳破坏特征,获得了声发射事件和试样变形特征,最后采用改造升级的采动底板突水模拟试验系统和应力、水压、并行电法在线监测子系统,室内再现了采动断层突水演变全过程,获得了各监测参数演变特征.研究结果表明:断层带受开采扰动响应更强烈,更容易破坏失稳为承压水导升提供空间;断层充填物的性质决定了断层活化的强度和难易程度,将一定程度上影响断层突水的时空演化过程;断层尖端受流固耦合作用明显,断层带及隔水层产生的裂隙经历萌生—扩展—贯通阶段,断层与工作面的相对位置关系决定了断层演化带和底板破坏带对接的时空位置;根据承压水导升路径,将断层突水过程划分为"断层活化""贯通导水""'双带'(断层演化带与底板破坏带)对接"3个灾变演化阶段,实现了断层突水演化过程的阶段划分.