地下水库是矿井地下水处理的有效措施之一,但矿井水对水库坝体力学性能具有弱化效应,威胁着地下水库的安全稳定。因此,有必要开展矿井水作用下岩石力学性能劣化规律研究。本文以灵新煤矿地下水库为背景,通过室内试验研究,分析了矿井水浸泡下粗砂岩力学性能的劣化规律。结果表明:浸泡试件的质量变化与比表面积、填隙物和岩石矿物成分有关。较小水压下,粗砂岩的渗透率呈指数型衰减。但随着水压的进一步增加,堵塞孔隙的颗粒被冲刷,渗透率开始增加;水压越大,渗透率升高幅度越大。随着浸泡时间的增加,岩石抗拉强度存在快速劣化段;之后趋缓,并呈线性劣化趋势。单轴抗压强度呈现先快速减小、后略微增加、再减小的规律。粗砂岩的力学性能劣化是矿井水渗入岩石节理,与填隙物发生水化膨胀以及溶解岩石中部分矿物引起。单轴抗压强度增加阶段与孔隙堵塞引起的孔隙水压力有关。

国家重点研发计划(2016YFC0501100)；国家自然科学基金面上项目(51974315)；

1 试验方法
1.1 灵新煤矿概况
1.2 试件加工
2 结果与讨论
2.1 粗砂岩试件不同浸泡时间下的质量变化规律
2.2 粗砂岩渗透性能分析
2.3 粗砂岩矿井水浸泡下力学参数劣化规律
2.3.1 巴西劈裂试验
2.3.2 单轴抗压强度测试
3 结 论

吴宝杨,刘康,郭东明.矿井水影响下粗砂岩力学性能变化规律研究[J].矿业科学学报,2020,5(06):632-637.