近日,在国家自然科学基金重点“矿山采掘诱发高势能突水溃砂机理与防控研究”项目资助下,隋旺华教授团队联合美国、意大利学者在工程地质领域Top期刊 Engineering Geology(中科院一区,JCR一区,影响因子8.4)发表研究论文《Water-sand mixture inrush in underground pathways: Risk factors and mitigation strategies》。该论文由博士后梁晋熙为第一作者,隋旺华教授为通讯作者,美国佛罗里达州立大学 Ming Ye 教授、意大利博洛尼亚大学 Sara Kasmaeeyazdi 教授和 Francesco Tinti 教授共同参与完成。

该论文针对深部地下工程中突水溃砂(Water-sand mixture inrush, WSMI)灾害,从流体动力学与能量耗散机制的视角出发,构建了融合摩阻损失与通道扩张损失的沿程损失解析模型,利用 Sobol 全局敏感性分析方法,定量研究了流速、路径几何形态等参数在不同灾变场景下的敏感性。

论文系统揭示了突水溃砂灾害的两种典型动力学类型,在直接型(短通道、重力驱动)场景中,通道扩张损失是控制灾害的主导因素,流体能量主要源于势能的直接转化;在间接型(长通道、水压驱动)场景中,沿程摩阻损失则起决定性作用,流体需克服通道阻力。基于这一机理,论文提出了针对不同通道类型的差异化防控思路,为矿山突水溃砂灾害的精准风险评估与治理工程设计提供了理论支撑。
未来,资源与地球科学学院将持续围绕国家能源安全与深部工程重大需求,鼓励师生开展面向工程实际问题的创新性研究,不断深化国际学术交流与合作,推动高水平科研成果产出,为行业安全与可持续发展贡献科技力量。
文章链接:https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2025.108510