侏罗-白垩系是我国西部富煤区的主要富煤地层,其与东部华北型煤田的石炭-二叠系在成岩时间、地质作用等方面存在着巨大的不同,从而造成了东、西部煤矿灾害类型的不同。本论文得到国家973计划项目“西部煤炭高强度开采下地质灾害防治与环境保护基础研究”(项目编号:2013CB227901)的资助,以西部富煤区地质成因背景为基础,结合典型突水溃沙实例,对研究区的水文地质结构进行了合理的概化,并自主研发了溃沙启动水位室内试验系统,以室内试验为主要研究手段,探讨和模拟了自制沙样和实地沙样的水沙两相流运移特征以及溃沙启动机制。本文的主要内容及成果如下:(1)结合西部富煤区地质成因背景以及典型突水溃沙实例,对研究区水文地质结构和突水溃沙模式进行了概化,结合对实地沙样的颗粒级配分析,制备粗、中、细沙三种基本沙样和两组实地沙样,对干沙溃沙演化规律、半饱水沙溃沙演化规律、饱水沙溃沙演化规律进行了正交试验,共计十三组试验。(2)试验过程中,重点观测和记录了溃沙启动临界水位、溃沙漏斗演化过程、溃沙量演化过程、孔隙水压力演化过程等数据。依据观测现象,根据含水率不同,将溃沙沙层由下至上分为三层:饱水带、毛细上升带、无水带。溃沙初期饱水带形成空腔,随着空腔的扩大,上部毛细上升带和无水带垮塌形成降落漏斗,沙体不断运动直至空腔贯通。在此过程中发现,沙体运动主要集中在下层水携沙运动的饱水带以及上层沙粒滑落的无水带表土层。(3)根据试验组溃沙漏斗形态发展曲线的走势不同,将临界水力坡度下溃沙漏斗演化过程分为四个阶段:Ⅰ空腔形成期、Ⅱ快速扩展期、Ⅲ稳定扩展期、Ⅳ空腔贯通期;将干沙漏斗演化过程划分为三个阶段:Ⅰ快速扩展期、Ⅱ稳定扩展期、Ⅲ失稳期;将饱和沙溃沙漏斗演化规律划分为三个阶段:Ⅰ空腔形成期、Ⅱ中心塌陷期、Ⅲ边缘坍塌期。(4)干沙溃沙时,粒径小的沙体溃沙速度快;具有含水率的沙体溃沙时,粒径大的沙体溃沙速度块,并且随着含水率的增大,溃沙速度增大。同时,半饱水溃沙时,沙层厚度越大,其水沙比越大。并对临界水力坡度下沙层的溃沙量变化过程进行回归分析,拟合结果表明溃沙量和溃沙时间呈现较好的指数关系。