弱胶结充填型断层破碎带岩体渗流特性
黄震1
汪振鹏1
古启雄1
张小军2
许汉华3
巫宇帆4
林元生5
1.江西理工大学 矿业工程学院,江西 赣州 341000;江西理工大学 稀有金属资源安全高效开采江西省重点实验室,江西 赣州 3410002.江西省应急管理科学研究院,江西 南昌 3300383.中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司,云南 昆明 6500324.中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室,江苏 徐州 2211165.长沙矿山研究院有限责任公司,湖南 长沙 410012
摘要：弱胶结充填断层破碎带在采掘扰动和地下水渗流作用下易发生突水事故,给深部资源开采带来极大威胁.断层破碎带的胶结充填特征直接控制着流体运移和渗流通道形成,有必要深入研究胶结充填特征对断层破碎带渗流特性的影响规律.因此开展了不同Talbot级配指数n的断层破碎带三轴渗流试验,采用CT扫描分析了断层破碎带在渗流前后的微细观结构变化特征,通过基于CT扫描数据的数值模拟研究了弱胶结充填断层渗流特性.结果表明:围压通过改变断层破碎带结构而影响渗透性,围压升高使得断层破碎带内部孔隙和裂隙被压缩,弱胶结充填断层破碎带渗透系数随围压增大而减小;Talbot级配指数n和含石率越大的断层破碎带其内部连通性和渗透性越好,更易形成渗流通道,反之Talbot级配指数n越小的断层破碎带孔隙率和孔隙连通性越低,渗透性能越弱,更难形成渗流通道;地下水渗流将使断层破碎带内部球状孔隙减少,扁平状孔隙增加,导致逐渐形成渗流通道;断层破碎带内部孔隙方位角和极角变化可反映渗流路径的改变;在地下水渗流作用下断层破碎带骨架间将逐渐形成优势渗流通道,进而形成突水通道,Talbot级配指数n对断层破碎带发生突水的涌水量影响显著,涌水量随着Talbot级配指数n的增大呈现先增大后减小的趋势.
关键词：断层破碎带弱胶结充填渗流特性围压渗流通道
分类号：TD74(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(52274082)江西省自然科学基金重点资助项目(2024BAB26047)江西理工大学清江青年拔尖人才支持计划资助项目(JXUSTQJBJ2020003)
论文发表日期：2025-12-31
在线出版日期：2026-01-16（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 5357-5369 )
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