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含陷落柱煤层开采时,由于水的溶蚀、冲蚀和磨蚀作用,陷落柱的孔隙度和渗透性参量随时间变化,常常发生水流形态的转变,引发突水灾害。变质量破碎岩体渗流研究成为陷落柱突水灾害防治的基础课题。陷落柱突水前,经历了长时间的质量流失,加速渗透试验是模拟陷落柱质量迁移和流失的有效手段。本文对质量流失过程中破碎岩体的渗透性进行加速试验研究,取得如下研究成果:(1)研制了能够体现溶蚀、冲蚀和磨蚀效应的变质量破碎岩石渗透试验系统,本系统由轴向加载及位移控制子系统、渗透子系统、数据采集与分析子系统和细小颗粒回收子系统构成,可满足泵站式和注射器式两种方式渗透试验的要求,两种渗透方式切换自如。(2)分析了溶蚀、冲蚀、磨蚀作用下破碎岩石的质量变化过程,建立了质量流失率和表观毛密度变化率的表达式,解释了破碎岩石质量迁移和流失的机理。(3)通过变质量破碎泥岩渗透加速试验,建立了质量流失率与孔隙度、时间的函数关系,并构造了函数形状参数的遗传算法;得到了Talbol幂指数和初始孔隙度对质量流失率的影响规律。(4)通过变质量破碎泥岩渗透加速试验,构建了变质量破碎泥岩渗透性参量的遗传算法,得到不同Talbol幂指数和初始孔隙度下渗透率、非Darcy流β因子和加速度系数的变化规律。(5)通过变质量破碎泥岩水流形态转变试验,得到了水流形态转变前质量流失时间、流失总质量与Talbol幂指数、初始孔隙度、压力梯度的关系,建立了水流形态转变条件,运用质量流失的观点解释了破碎泥岩渗流失稳机理。(6)考虑了加速因子对质量流失率的影响,构建了变质量破碎岩体渗流系统动力学模型,设计了系统响应计算方法,模拟了任意Talbol幂指数、任意初始孔隙度和任意压力梯度下破碎岩石质量流失率、孔隙度、渗透率、非Darcy流β因子、加速度系数、压力和渗流速度的时变过程。