研究煤礦底板承壓導(dǎo)水陷落柱沖蝕突水主控因素對于揭示陷落柱突水機理并指導(dǎo)其突水防治具有重要意義。建立陷落柱沖蝕突水力學(xué)模型,利用多物理場耦合軟件COMSOL Multiphysics將力學(xué)模型數(shù)值化,考慮陷落柱內(nèi)裂隙的非均勻分布特性,模擬研究沖蝕作用下陷落柱突水的全過程,分析水壓、初始裂隙分布以及裂隙發(fā)育程度等主控因素對陷落柱突水的影響。結(jié)果表明:含水層水壓和初始裂隙開度越大,陷落柱涌水量增加越快,發(fā)生突水的危險性越大;初始裂隙分布主要影響最終突水通道的分布情況,對突水時間和涌水量的影響不大;在承壓含水層水力沖蝕作用下,陷落柱內(nèi)充填物顆粒液化并遷移流失,部分裂隙不斷增大和貫通并發(fā)展成為數(shù)條優(yōu)勢導(dǎo)水通道,最終造成陷落柱涌水量的急劇增大和突水事故的發(fā)生。 

【文章來源】：煤礦安全. 2020,51(12)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

地層中的陷落柱

陷落柱巖體特征微元

將理論模型數(shù)值化，同時用Weibull分布來描述陷落柱裂隙分布的非均質(zhì)性，研究不同因素條件陷落柱滲透特性及滲流通道發(fā)展貫通規(guī)律。眾所周知，陷落柱空間形態(tài)近似為軸對稱的圓臺型，陷落柱突水的數(shù)值模型如圖3。利用模型的對稱性，選取一軸對稱平面建立數(shù)值計算模型：軸對稱模型為梯形，上底寬7.5 m，下底寬10 m，高為30 m，模型底部為高5 m的承壓含水層。對于模型的滲流場：承壓含水層右側(cè)為水壓力邊界，上邊界為大氣壓力，模型中部為軸對稱邊界，其它均為不透水邊界。模擬參數(shù)見表1。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]破碎巖體非線性滲流突水機理研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 楊天鴻,師文豪,李順才,楊鑫,楊斌.  煤炭學(xué)報. 2016(07)
[2]采動影響陷落柱活化導(dǎo)水規(guī)律試驗研究[J]. 李振華,謝暉,李見波,賀志宏.  中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(12)
[3]白云烏素煤礦奧陶系頂部碳酸巖層隔水性及應(yīng)用研究[J]. 白海波,戎虎仁,劉樹才,韋曉琪,張勃陽,焦陽,陳龍.  采礦與安全工程學(xué)報. 2012(05)
[4]華北奧陶系頂部碳酸巖層隔水特性及分布規(guī)律[J]. 繆協(xié)興,白海波.  煤炭學(xué)報. 2011(02)
[5]預(yù)測陷落柱突水災(zāi)害的物理模型及理論判據(jù)[J]. 王家臣,李見波.  北京科技大學(xué)學(xué)報. 2010(10)
[6]運用奧陶系頂部灰?guī)r隔水層安全穿越地塹研究[J]. 白海波,楊建立,王長申.  采礦與安全工程學(xué)報. 2010(03)
[7]礦井巖體破壞突水機制及非線性滲流模型初探[J]. 楊天鴻,陳仕闊,朱萬成,孟召平,高延法.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2008(07)
[8]隔水關(guān)鍵層原理及其在保水采煤中的應(yīng)用研究[J]. 繆協(xié)興,浦海,白海波.  中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2008(01)
[9]煤柱失穩(wěn)的突變學(xué)特征研究[J]. 王連國,繆協(xié)興.  中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2007(01)
[10]陷落柱及其周邊地應(yīng)力分布研究[J]. 許進鵬,宋揚,成云海,邱增強.  礦山壓力與頂板管理. 2005(04)

博士論文
[1]陷落柱活化導(dǎo)水機理研究[D]. 許進鵬.山東科技大學(xué) 2006



本文編號：3306333