【摘 要】
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文章综合采用物理实验、相似模拟及现场实证等研究方法,对重复采动条件下覆岩采动裂隙及氡气响应特征进行了研究,分析了弱胶结砂岩单轴压缩过程中裂隙扩展与氡浓度响应特征,揭示了重复采动裂隙场裂隙演化特征,探讨了重复采动裂隙演化与氡浓度变化的相关性,并进行了地表氡气探测验证,取得了以下主要成果:（1）分析了弱胶结砂岩单轴压缩过程中裂隙扩展与氡浓度响应特征。以弱胶结砂岩为研究对象,研究了单轴加载过程中事件数、
【基金项目】
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国家自然科学基金（51774268、51974291）； 中国矿业大学校基本科研业务费项目（2021DPY0226）；
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文章综合采用物理实验、相似模拟及现场实证等研究方法,对重复采动条件下覆岩采动裂隙及氡气响应特征进行了研究,分析了弱胶结砂岩单轴压缩过程中裂隙扩展与氡浓度响应特征,揭示了重复采动裂隙场裂隙演化特征,探讨了重复采动裂隙演化与氡浓度变化的相关性,并进行了地表氡气探测验证,取得了以下主要成果:（1）分析了弱胶结砂岩单轴压缩过程中裂隙扩展与氡浓度响应特征。以弱胶结砂岩为研究对象,研究了单轴加载过程中事件数、振铃计数、能量及裂隙定位四个声发射特征参量与氡浓度的响应关系,结果表明氡浓度的变化与加载过程中岩石微裂隙发育扩展密切相关。以累计振铃计数作为试件的损伤变量,分析了弱胶结砂岩受载破坏的损伤演化过程,揭示了氡浓度变化与损伤变量的非线性响应关系。（2）分析了弱胶结地层重复采动条件下裂隙动态发育过程及氡浓度响应特征。基于数字图像处理技术构建了覆岩采动裂隙识别系统,分析了重复采动裂隙的演化特征。基于分形理论表征了煤层推进过程中裂隙网络的动态发育过程,得出了分形维数与裂隙几何特征演化的一般规律。氡浓度变化分析表明,氡气对覆岩采动裂隙反应较为敏感,能够及时地反映采动裂隙的动态发育状态,二者之间具有较好的相关性。为全面表征模型开挖过程中氡浓度的变化规律,根据各氡浓度测点的位置关系,提出了氡浓度综合指数,探讨了氡浓度综合指数与覆岩裂隙分形维数响应关系。（3）对伊犁四矿21107与23213工作面地表进行了氡气探测分析,反演了工作面开采时的裂隙发育程度。工作面开采过程中采动裂隙发育状况与氡气浓度变化特征之间具有较好的相关性。通过地表氡浓度变化来反演工作面开采过程中的采动裂隙发育程度,将21107与23213工作面地表氡气探测网络内的采动裂隙分形维数划分为两个阶段,即快速上升阶段与稳定波动阶段。该论文有图84幅,表13个,参考文献106篇。
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