针对彬长矿区开采煤层覆岩上段厚黄土层、厚洛河组砂岩的特殊条件,在亭南煤矿进行了地表移动观测。观测数据分析表明,洛河组砂岩对地表移动变形起着控制作用,在极不充分开采条件下,地表移动很小,下沉率仅为0.046,地表变形微弱,不会对地表建筑设施造成损坏;在接近充分采动条件下,地表移动增幅较大,变形明显,下沉率达到0.22,但远未达到最大下沉值;非充分采动沉陷范围与充分采动基本一致,黄土层的移动角大小取决于黄土层厚度和坡度。

准噶尔盆地腹部地区深层侏罗系和白垩系砂岩储层次生孔隙成因及影响因素，王芙蓉，何生，准噶尔盆地腹部地区深层侏罗系和白垩系砂岩储层埋深主要在4300-6200m左右，目前储层处于晚成岩阶段A期，垂向上发育2个次生孔隙带，主

为研究人工冻结对白垩系砂岩物理力学特性的影响,以粗粒、中粒砂岩为研究对象,分别开展了一次冻融前后砂岩饱和吸水率试验、氮气吸附实验;并进行20,-30,20℃等不同冻结过程下的强度测试。试验结果表明:2种岩石经历冻融作用后饱和吸水率均有所增大,粗粒砂岩饱和吸水率增加幅度较大。一次冻融循环后粗粒砂岩比表面积和孔容都增大而平均孔径减小,而中粒砂岩区别于粗粒砂岩的是,其孔容呈现减小趋势。冻融作用下两种岩石单轴抗压强度和弹性模量均有不同程度的降低,粗粒砂岩单轴抗压强度和弹性模量降低幅度大于中粒砂岩。低温冻结提高了试验岩石的单轴抗压强度,粗粒砂岩单轴抗压强度提高幅度大于中粒砂岩。揭示了饱和砂岩物理力学特性劣化内在机理,指出了岩体结构特征及饱和状况是控制不同冻结过程损伤状况的主要指标。

覆岩及地表移动规律研究是合理留设保护煤柱,进行压煤开采合理设计的重要依据。通过地表钻孔冲洗液漏失量实测及设置地表移动观测站,研究了下沟煤矿巨厚白垩系砂岩含水层下综放开采的导水裂缝带发育高度及地表移动特点。研究结果表明:下沟煤矿导水裂缝带高度介于111.8～125.8m;同时由于洛河砂岩、宜君砾岩的存在,对地表岩层移动变形起到了一定的控制作用,而且开采充分度的影响使得地表移动变形值呈现较小的特点。

体积比热与岩石含水率密切相关,但相关领域涉及较少,且含水率对体积比热影响没有形成系统的研究。对取自工程现场的2种粒径白垩系砂岩进行室内试验,测试含水率对体积比热的影响及变化机理。研究结果表明:常温下2种粒径白垩系砂岩的体积比热均随着含水率的不同而呈现不同的现象,随着含水率的增大其体积比热缓慢减小。分析了常温条件下岩石含水率与体积比热的关系,为在白垩系地层使用冻结法施工提供了有价值的参考经验。

导热系数对于分析岩石导热特性、热传导规律研究具有重要现实意义,也是冻结法施工穿越围岩重要热物理参数。导热系数与岩石内部矿物成分、微观结构等密切相关,但关于该领域研究较少,具体微观结构对导热系数影响效应研究不系统。基于此,以新庄煤矿白垩系地层富水砂岩为研究对象,现场采集具有代表性的中粒砂岩、粗粒砂岩进行室内试验。首先,对两种砂岩展开常温饱水导热系数测试,获得各自对应的导热系数范围值;而后,分别展开X光衍射、扫描电镜(SEM)等微观测试试验,获得两种砂岩各自对应内在矿物组分及结构,并对内在矿物成分的导热特性进行了系统分析;最后,结合晶格振动理论,分析了砂岩导热系数与微观结构的关系;研究结果表明:饱水白垩系砂岩的热导率大小主要是取决于岩石骨架和间隙液体的热导率。由于白垩系砂岩的孔隙度低,白垩系砂岩的岩石骨架的导热率大小取决于岩石的矿物成分。

为研究白垩系地层冻结砂岩的强度特性,采用MTS-815电液伺服岩石试验系统开展了不同温度状态下饱和中砂岩和粗砂岩的单轴压缩试验,获得冻结白垩系砂岩的力学性质与低温的相关性。试验表明:冻结白垩系中粒砂岩及粗粒砂岩,其单轴抗压强度均随温度的降低而增大,从25℃降至-30℃的过程,中粒砂岩强度提高了49.475%~64.656%,而粗粒砂岩的强度提高了59.455%~84.886%,相同温度下,饱和粗粒砂岩的单轴强度总是大于中粒砂岩;两种岩石强度的差异性较大,且差值随着温度降低而总体上不断增大;随着温度的降低冻结白垩系岩石弹性模量明显增大,应力-应变曲线的压密段和塑性变形段越来越不明显,表现出更明显的弹性和脆性特征。通过试验结果分析,可为该地区冻结法凿井冻结壁和井壁的设计参数的选取提供参考。