[發明專利]一種固結狀態的陷落柱填隙物滲流試樣的制備方法

在審

• 申請號: 202010499836.6
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111766123A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 宋虎森;李金華;王遷;倪亞軍;耿春喜;琚斌峰;魏鵬;路廣紅;趙曉紅;李樹培
• 申請（專利權）人: 宋虎森;山西潞安集團司馬煤業有限公司;李金華;王遷
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 王瑞玲

一種固結狀態的陷落柱填隙物滲流試樣的制備方法，屬于陷落柱填隙物技術領域，目的在于提供一種固結狀態的陷落柱填隙物滲流試樣的制備方法，本發明利用固結排水法，制備陷落柱填隙物試樣的樣品，根據陷落柱填隙物產地粒徑分布規律，確定陷落柱填隙物顆粒配比；根據陷落柱填隙物產地的含水層富水條件，配置填隙物樣品的填隙物含水率，將一定顆粒配比的陷落柱現場樣品放入模具中，根據陷落柱填隙物產地的地應力大小，利用高壓固結儀分級加載制備陷落柱填隙物試驗樣品。為固結狀態填隙物的滲流特性研究提供基礎。

技術領域

本發明屬于陷落柱填隙物技術領域，具體涉及一種固結狀態的陷落柱填隙物滲流試樣的制備方法。

背景技術

陷落柱：陷落柱作為我國華北地區一種特殊的地質構造，多發育于奧陶系石灰巖，易成為煤層底板和奧灰水間的導水通道而引發大型突水事故。其突水具有滯后性和突發性等特點，是人員傷亡和經濟損失最嚴重的水害類型之一，難以進行預測和防范。建國以來，我國已經發生多次陷落柱水害，遍歷了我國華北地區的所有省份，造成了大量的經濟損失和人員傷亡。

陷落柱填隙物：陷落柱填隙物是華北型陷落柱的重要組成部分，陷落柱的滲流演化致災過程主要體現為：未固結或固結陷落柱聯通煤層和奧陶系石灰巖含水層，在高壓奧灰水作用下，陷落柱內部填隙物不斷遷移流失，造成陷落柱內部空隙結構發生變化，滲透率逐漸增大，隔水能力不斷減弱，進而引發陷落柱突水事故。

研究不足：目前陷落柱填隙物的研究多采用破碎巖體滲流方法，實際陷落柱填隙物的賦存狀態可能有散體、固結和膠結等多種狀態。破碎巖體滲流方法可以有效研究散體狀態的陷落柱填隙物；而陷落柱填隙物膠結后再次成巖，形成突水災害的可能性較小；固結狀態的陷落柱填隙物易發生煤層采動活化而形成導水通道，但目前固結狀態的陷落柱填隙物研究存在空白。因此，本申請提出一種固結狀態的陷落柱填隙物試樣制備方法，為固結狀態填隙物的滲流特性研究提供基礎。

發明內容

本發明的目的在于提供一種固結狀態的陷落柱填隙物滲流試樣的制備方法，為固結狀態填隙物的滲流特性研究提供基礎。

本發明采用如下技術方案：

一種固結狀態的陷落柱填隙物滲流試樣的制備方法，包括如下步驟：

第一步，計算填隙物顆粒配比：現場填隙物取樣后，進行篩分，篩分使用的篩孔孔徑分別為2.5mm，5mm，7.5mm，10mm，分別得到粒徑為0-2.5mm，2.5-5mm，5-7.5mm，7.5-10mm的樣品，分別稱重，質量分別記為M₁，M₂，M₃，M₄，根據現場填隙物的密度以及模具的體積，計算得到所需制備的試樣的質量m，根據公式計算分別得到0-2.5mm，2.5-5mm，5-7.5mm，7.5-10mm顆粒的質量，分別記為m₁，m₂，m₃，m₄，計算公式如下：

m₁=M₁/（M₁+M₂+M₃+M₄）×m；m₂=M₂/（M₁+M₂+M₃+M₄）×m；

m₃=M₃/（M₁+M₂+M₃+M₄）×m；m₄=M₄/（M₁+M₂+M₃+M₄）×m；