It is one of the important safety problems in the process of mining shallow coal seams in western China that the rock mass affected by mining stress breaks and forms a penetrating fracture, leading to a sand burst in the working face. The self-developed test system is used to carry out the experimental study on the flow characteristics of Aeolian sand in fractures. The research work is focused on the influence of several parameters, such as the thickness of the Aeolian sand layer, the fracture opening, and the fracture dip angle on the velocity of sand particles in fractures. The results show the following: (1) The influence of fracture opening and fracture angle on sand burst rate is much greater than that of sand thickness. No matter what the fracture angle and fracture opening value are, the influence weight of sand thickness on sand burst rate is almost zero. (2) When other conditions are unchanged, with the increase of fracture dip angle, the sand burst rate increases significantly, and the relationship between the sand burst rate and the fracture dip angle is exponential. (3) The influence weight of fracture opening is the largest. With the increase of fracture opening, the sand burst rate increases logarithmically. Finally, according to the test results, the relation equation which can simultaneously describe the influence of fracture opening and fracture inclination on the rate of the sand burst is fitted. This study can provide a theoretical basis and scientific guidance for the prevention and control of coal mine sand inrush disasters caused by roof cracking in western coal mines.

中文翻译：

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风沙在裂缝中流动特性的实验研究

西部地区浅层煤层开采过程中的重要安全问题之一是，受开采应力影响的岩体破裂并形成穿透性裂缝，导致工作面出砂。利用自行开发的测试系统对风沙在裂缝中的流动特性进行了实验研究。研究工作集中在风沙层厚度，裂缝开度和裂缝倾角等几个参数对裂缝中砂粒速度的影响上。研究结果表明：（1）裂缝开度和裂缝角度对出砂速率的影响远大于出砂厚度的影响。不管断裂角度和断裂开度是多少 砂厚度对爆破率的影响权重几乎为零。（2）在其他条件不变的情况下，随着压裂倾角的增大，喷砂速率明显增加，而喷砂率与压裂角度之间的关系呈指数关系。（3）裂缝开口的影响权重最大。随着裂缝开度的增加，出砂率呈对数增加趋势。最后，根据试验结果，建立了可以同时描述裂缝开度和裂缝倾角对喷砂速率的影响的关系式。本研究为西部煤矿顶板开裂引起的煤矿喷砂灾害的防治提供理论依据和科学指导。（2）在其他条件不变的情况下，随着压裂倾角的增大，喷砂速率明显增加，而喷砂率与压裂角度之间的关系呈指数关系。（3）裂缝开口的影响权重最大。随着裂缝开度的增加，出砂率呈对数增加趋势。最后，根据试验结果，建立了可以同时描述裂缝开度和裂缝倾角对喷砂速率的影响的关系式。本研究为西部煤矿顶板开裂引起的煤矿喷砂灾害的防治提供理论依据和科学指导。（2）在其他条件不变的情况下，随着压裂倾角的增大，喷砂速率明显增加，而喷砂率与压裂角度之间的关系呈指数关系。（3）裂缝开口的影响权重最大。随着裂缝开度的增加，出砂率呈对数增加趋势。最后，根据试验结果，建立了可以同时描述裂缝开度和裂缝倾角对喷砂速率的影响的关系式。本研究为西部煤矿顶板开裂引起的煤矿喷砂灾害的防治提供理论依据和科学指导。喷砂速率与裂缝倾角之间的关系呈指数关系。（3）裂缝开口的影响权重最大。随着裂缝开度的增加，出砂率呈对数增加趋势。最后，根据试验结果，建立了可以同时描述裂缝开度和裂缝倾角对喷砂速率的影响的关系式。本研究为西部煤矿顶板开裂引起的煤矿喷砂灾害的防治提供理论依据和科学指导。喷砂速率与裂缝倾角之间的关系呈指数关系。（3）裂缝开口的影响权重最大。随着裂缝开度的增加，出砂率呈对数增加趋势。最后，根据试验结果，建立了可以同时描述裂缝开度和裂缝倾角对喷砂速率的影响的关系式。本研究为西部煤矿顶板开裂引起的煤矿喷砂灾害的防治提供理论依据和科学指导。根据试验结果，建立了可以同时描述裂缝开度和裂缝倾角对喷砂速率的影响的关系式。本研究为西部煤矿顶板开裂引起的煤矿喷砂灾害的防治提供理论依据和科学指导。根据试验结果，建立了可以同时描述裂缝开度和裂缝倾角对喷砂速率的影响的关系式。本研究为西部煤矿顶板开裂引起的煤矿喷砂灾害的防治提供理论依据和科学指导。