[发明专利]一种固结状态的陷落柱填隙物渗流试样的制备方法

说明书

一种固结状态的陷落柱填隙物渗流试样的制备方法，属于陷落柱填隙物技术领域，目的在于提供一种固结状态的陷落柱填隙物渗流试样的制备方法，本发明利用固结排水法，制备陷落柱填隙物试样的样品，根据陷落柱填隙物产地粒径分布规律，确定陷落柱填隙物颗粒配比；根据陷落柱填隙物产地的含水层富水条件，配置填隙物样品的填隙物含水率，将一定颗粒配比的陷落柱现场样品放入模具中，根据陷落柱填隙物产地的地应力大小，利用高压固结仪分级加载制备陷落柱填隙物试验样品。为固结状态填隙物的渗流特性研究提供基础。

技术领域

本发明属于陷落柱填隙物技术领域，具体涉及一种固结状态的陷落柱填隙物渗流试样的制备方法。

背景技术

陷落柱：陷落柱作为我国华北地区一种特殊的地质构造，多发育于奥陶系石灰岩，易成为煤层底板和奥灰水间的导水通道而引发大型突水事故。其突水具有滞后性和突发性等特点，是人员伤亡和经济损失最严重的水害类型之一，难以进行预测和防范。建国以来，我国已经发生多次陷落柱水害，遍历了我国华北地区的所有省份，造成了大量的经济损失和人员伤亡。

陷落柱填隙物：陷落柱填隙物是华北型陷落柱的重要组成部分，陷落柱的渗流演化致灾过程主要体现为：未固结或固结陷落柱联通煤层和奥陶系石灰岩含水层，在高压奥灰水作用下，陷落柱内部填隙物不断迁移流失，造成陷落柱内部空隙结构发生变化，渗透率逐渐增大，隔水能力不断减弱，进而引发陷落柱突水事故。

研究不足：目前陷落柱填隙物的研究多采用破碎岩体渗流方法，实际陷落柱填隙物的赋存状态可能有散体、固结和胶结等多种状态。破碎岩体渗流方法可以有效研究散体状态的陷落柱填隙物；而陷落柱填隙物胶结后再次成岩，形成突水灾害的可能性较小；固结状态的陷落柱填隙物易发生煤层采动活化而形成导水通道，但目前固结状态的陷落柱填隙物研究存在空白。因此，本申请提出一种固结状态的陷落柱填隙物试样制备方法，为固结状态填隙物的渗流特性研究提供基础。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固结状态的陷落柱填隙物渗流试样的制备方法，为固结状态填隙物的渗流特性研究提供基础。

本发明采用如下技术方案：

一种固结状态的陷落柱填隙物渗流试样的制备方法，包括如下步骤：

第一步，计算填隙物颗粒配比：现场填隙物取样后，进行筛分，筛分使用的筛孔孔径分别为2.5mm，5mm，7.5mm，10mm，分别得到粒径为0-2.5mm，2.5-5mm，5-7.5mm，7.5-10mm的样品，分别称重，质量分别记为M₁，M₂，M₃，M₄，根据现场填隙物的密度以及模具的体积，计算得到所需制备的试样的质量m，根据公式计算分别得到0-2.5mm，2.5-5mm，5-7.5mm，7.5-10mm颗粒的质量，分别记为m₁，m₂，m₃，m₄，计算公式如下：

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；