本文關(guān)鍵詞：斷層巖柱瓦斯超前突出機理數(shù)值模擬及防護厚度

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【摘要】：針對礦井巷道掘進面前方遭遇含瓦斯斷層時,安全巖柱內(nèi)的沉積界面將會遭受氣體損傷作用的問題,通過ABAQUS軟件的二次開發(fā),基于流-固耦合理論和T-P損傷演化準則的cohesive單元,對豫西大平煤礦21軌道下山一次大型瓦斯突出事故進行數(shù)值模擬。計算結(jié)果表明:由于受巷道開挖所產(chǎn)生的二次應(yīng)力與斷層帶瓦斯壓力的共同作用,前方巖柱內(nèi)兩個沉積界面將優(yōu)先產(chǎn)生損傷軟化現(xiàn)象。隨著巷道向斷層帶的推進,氣體的侵蝕作用不斷加強,沉積界面的損傷急劇增加并向掘進面延伸。當掘進面距離前方斷層分別為19,17,15 m時,上層面相應(yīng)產(chǎn)生6.2,9.7,13.4 m長的損傷裂隙;下層面相應(yīng)延伸距離較短,僅產(chǎn)生4.1,4.6,4.8 m長的損傷裂隙。與此同時,上層面瓦斯急劇滲透擴展,在掘進面前方1~2 m處開始出現(xiàn)3.5 MPa的孔隙氣壓升高帶。由此可見,界面差異性強的上層面相對較弱的下層面容易損傷,而且損傷后的沉積界面優(yōu)先產(chǎn)生相應(yīng)的滲流擴散現(xiàn)象。當損傷沉積界面最終貫通掘進面與斷層面之間的巖柱,即裂隙損傷長度達到極限巖柱安全厚度時,瓦斯將突破巖體阻抗并產(chǎn)生沖擊地壓。
【作者單位】： 鄭州大學水利與環(huán)境學院;
【關(guān)鍵詞】： 沉積界面 損傷軟化 瓦斯?jié)B透擴展 超前突出 巖柱安全厚度
【基金】：國家自然科學基金資助項目(41272339)
【分類號】：TD713
【正文快照】： *0引言煤作為一種沉積礦產(chǎn),在井下開采時常常會遇到沉積巖的沉積界面。沉積界面從成因看應(yīng)該屬于巖石的原生結(jié)構(gòu)面,其組成物質(zhì)往往是地質(zhì)歷史時期的風化產(chǎn)物。由于受地質(zhì)環(huán)境因素影響,沉積界面材料性能變化較大,一般相同于軟弱結(jié)構(gòu)面[1-2]。在深部開采條件下,當巷道掘進面遭遇

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本文編號：845732