固液耦合试验隔水层相似材料的研究

摘要

隔水层的采动稳定性模拟是开展煤层采动水土流失规律和保水开采控制研究的关键，隔水层相似材料的研制与配比变化规律研究是隔水层稳定性模拟的基础和前提。针对黏土隔水层物理力学特性及水理性，选取多种原料进行正交试验对比，得出硅油是最佳的低强度非亲水胶结剂，而凡士林为最佳的塑性变形的胶结剂，黏土对强度、塑性以及水理性都具有显著影响。通过强度、塑性和水理性的配比试验，可以模拟隔水层的应力-应变全程相似和水理性相似的“固-液”耦合模拟材料配比，解决隔水层塑性和水理性模拟难题。根据榆树湾煤矿地质原型，进行长壁工作面开采的“固-液”耦合相似模拟试验，验证相似材料配比的可行性，实现塑性隔水层的相似模拟，发现影响隔水层采动稳定性的关键因素是上行裂隙和下行裂隙。