为弥补矿井突(涌)水蔓延过程试验研究空白，科学揭示矿井巷道系统中水流蔓延规律，提出了矿井巷道系统突(涌)水蔓延过程物理仿真试验方法，并深入探讨了突(涌)水蔓延范围演变规律、巷道水深分布规律、水速影响特征以及巷道局部水流流动效应.基于巷道类型、布置方式、几何和结构特征，设计了矿井巷道系统试验原型，并依据重力相似准则按1∶10的比尺建立了矿井巷道系统突(涌)水蔓延过程正态试验模型.根据突(涌)水位置分布及其流量曲线演变特征分析，建立了多组试验工况，采用重力式循环供排水系统实现了不同工况下突(涌)水蔓延过程.研究结果表明：巷道水流蔓延具有以突(涌)水点为中心按高程分布的分区分级演变特性；巷道水深时变关系与突(涌)水流量呈正相关，正相关性下蔓型水深比上涨型水深显著；巷道整体水速与突(涌)水流量曲线增长幅度有关，增幅越大蔓延水速越快，累积突(涌)水量越多.单流程水速与突(涌)水量、水深和巷道坡度呈正相关，与巷道断面宽度呈负相关，其中水速对水深和巷道坡度变化最敏感；巷道局部结构突变位置下蔓水流会发生偏转效应，沿程或沿断面呈现水深和流速双值分布特性.试验结果与实际井下涌水数据相吻合，在水害智能防控与应急救援工程实践中具有广泛的应用价值.

国家自然科学基金项目(42202274,42202283,42027801)；

1 物理仿真试验平台构建
1.1 矿井巷道系统试验模型设计
1.2 试验平台装置
1.3 试验工况设定
1)突(涌)水位置
2)突(涌)水流量曲线
3)试验工况设置
2 模拟试验与分析
2.1 突(涌)水分区分级蔓延过程
2.2 巷道双型双特征水深
2.3 巷道水速变化主控因素
1)巷道整体水速
2)巷道单流程水速
2.4 巷道局部结构水流偏转效应
1)变坡巷道
2)折线巷道
3)分岔巷道
4)弯曲巷道
3 工程应用分析
1)井下突(涌)水淹没蔓延规律分析与模拟的应用
2)井下防治水工程设计与建造的应用
3)突(涌)水流量曲线预测的应用
4)涉险人员避灾路线优化设计与制定的应用
4 结 论

[1]武强,张小燕,赵颖旺,等.矿井巷道系统突(涌)水蔓延过程物理仿真试验模拟与应用[J].中国矿业大学学报,2024,53(03):421-434.