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

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【摘要】：針對(duì)礦井巷道掘進(jìn)面前方遭遇含瓦斯斷層時(shí),安全巖柱內(nèi)的沉積界面將會(huì)遭受氣體損傷作用的問(wèn)題,通過(guò)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(zhǔn)則的cohesive單元,對(duì)豫西大平煤礦21軌道下山一次大型瓦斯突出事故進(jìn)行數(shù)值模擬。計(jì)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(gè)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(jìn),氣體的侵蝕作用不斷加強(qiáng),沉積界面的損傷急劇增加并向掘進(jìn)面延伸。當(dāng)掘進(jìn)面距離前方斷層分別為19,17,15 m時(shí),上層面相應(yīng)產(chǎn)生6.2,9.7,13.4 m長(zhǎng)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(zhǎng)的損傷裂隙。與此同時(shí),上層面瓦斯急劇滲透擴(kuò)展,在掘進(jìn)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(qiáng)的上層面相對(duì)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(kuò)散現(xiàn)象。當(dāng)損傷沉積界面最終貫通掘進(jìn)面與斷層面之間的巖柱,即裂隙損傷長(zhǎng)度達(dá)到極限巖柱安全厚度時(shí),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(xué)水利與環(huán)境學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 沉積界面 損傷軟化 瓦斯?jié)B透擴(kuò)展 超前突出 巖柱安全厚度
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41272339)
【分類號(hào)】：TD713
【正文快照】： *0引言煤作為一種沉積礦產(chǎn),在井下開采時(shí)常常會(huì)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(shí)期的風(fēng)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(dāng)巷道掘進(jìn)面遭遇

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本文編號(hào)：845732