本文關(guān)鍵詞： 巖石力學(xué) 高水壓 耦合分析 煤層注水 合理注水壓力　出處：《中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》2017年03期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：基于巖體裂隙滲流-劈裂-損傷耦合效應(yīng)是引起巖體工程高壓突水、水力劈裂等地質(zhì)災(zāi)害的重要原因,研究高水壓下巖體裂隙的劈裂損傷機(jī)理和各向異性滲流特性,建立巖體裂隙滲流-劈裂-損傷耦合理論模型。將損傷應(yīng)力場和滲流場作為2個子系統(tǒng),采用間接耦方法構(gòu)建巖體裂隙滲流-劈裂-損傷耦合數(shù)值模型。將模型應(yīng)用于山西省長治市潞安王莊礦3號煤4309工作面高壓注水軟化頂煤工程,對高壓注水下煤巖體的滲流-劈裂-損傷耦合響應(yīng)規(guī)律進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明:所建模型反映了滲透壓對巖體柔度張量的貢獻(xiàn)和翼形裂紋擴(kuò)展對裂隙巖體滲透張量演化的貢獻(xiàn);在高滲透壓條件下,煤巖的應(yīng)力場會發(fā)生很大變化,甚至可能改變煤巖應(yīng)力拉壓狀態(tài);高滲透壓改變了煤巖裂紋結(jié)構(gòu),導(dǎo)致煤巖破裂是高壓注水軟化頂煤的基本原因;潞安王莊礦3號煤4309工作面的合理注水壓力為7 MPa左右,這在現(xiàn)場注水現(xiàn)場試驗(yàn)中得到證實(shí)。
[Abstract]:Based on the coupling effect of seepage fracturing and damage in rock mass fracture is an important cause of geological disasters such as high pressure water inrush hydraulic fracturing and other geological disasters in rock mass engineering. The splitting damage mechanism and anisotropic seepage characteristics of rock fracture under high water pressure are studied, and the coupling theory model of seepage flow, splitting and damage of rock mass fracture is established. The damage stress field and seepage field are taken as two subsystems. The coupling numerical model of seepage, splitting and damage of rock mass fractures is constructed by indirect coupling method. The model is applied to the top coal project of No. 3 coal face No. 4309 of Luan Wangzhuang Coal Mine, Changzhi City, Shanxi Province. The coupling response of percolation, fracturing and damage of coal and rock mass under high pressure water injection is studied. The results show that:. The model reflects the contribution of osmotic pressure to the flexibility of rock mass Zhang Liang and the contribution of crack propagation to the evolution of fractured rock mass. Under the condition of high osmotic pressure, the stress field of coal and rock will change greatly, and it may even change the state of stress tension and compression of coal and rock. High osmotic pressure changes the crack structure of coal and rock, which leads to the fracture of coal and rock, which is the basic reason for softening top coal by high pressure water injection. The reasonable water injection pressure is about 7 MPa at No. 3 Coal 4309 face in Wangzhuang Coal Mine, Lu'an, which has been confirmed in the field water injection test.
【作者單位】： 湖南科技大學(xué)能源與安全工程學(xué)院;中國礦業(yè)大學(xué)煤炭資源與安全開采國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;湖南科技大學(xué)煤礦安全開采技術(shù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中南大學(xué)資源與安全工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51274097,51434006) 湖南省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2015JJ2067) 湖南省教育廳科研項(xiàng)目(13A020) 中國礦業(yè)大學(xué)煤炭資源與安全開采國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金資助項(xiàng)目(13KF03)~~
【分類號】：TU45
【正文快照】： (1.湖南科技大學(xué)能源與安全工程學(xué)院,湖南湘潭,411201;2.中國礦業(yè)大學(xué)煤炭資源與安全開采國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇徐州,221008;3.湖南科技大學(xué)煤礦安全開采技術(shù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南湘潭,411201;4.中南大學(xué)資源與安全工程學(xué)院,湖南長沙,410083)高水壓下巖體工程具有非線性滲流、

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本文編號：1466846