發(fā)布時間：2018-03-24 22:23

  本文選題：淺埋煤層　切入點：突水潰砂　出處：《工程力學》2017年12期

【摘要】：為探究淺埋煤層開采上覆含水松散層水砂兩相流動規(guī)律,采用基于離散元軟件PFC3D和有限元軟件GID的耦合數(shù)值方法,模擬了上覆巖層中預制理想單裂隙在不同開度和傾角條件下突水潰砂全過程,分析了裂隙通道所受接觸力、水流速度、水砂間拖曳力隨時步的變化規(guī)律。結果表明:裂隙開度和傾角會改變突水潰砂過程中水砂突涌類型,對覆巖所受接觸力、水流速度及其穩(wěn)定所需時間產(chǎn)生較大影響,水砂間拖曳力主要受裂隙傾角的影響。裂隙通道入口處即上覆巖層的頂層在突水潰砂初期所受接觸力最大,處于最危險狀態(tài);水流速度穩(wěn)定值和流動穩(wěn)定所需時間分別與裂隙傾角和開度成線性相關;對比裂隙通道底面?zhèn)?傾向側水砂間拖曳力較大,水砂突涌更加劇烈。
[Abstract]:In order to investigate the water-sand two-phase flow law of overlying water and sand in shallow coal seam mining, a coupling numerical method based on discrete element software (PFC3D) and finite element software (GID) is adopted. In this paper, the whole process of water bursting and sand bursting of prefabricated ideal single fractures in overlying strata under different opening and inclination is simulated, and the contact force and flow velocity of the fissure passage are analyzed. The variation of drag force between water and sand at any time. The results show that the crack opening and dip angle will change the type of water sand burst in the process of water inrush, which will have a great influence on the contact force, the velocity of flow and the time required for stability of overburden rock. The drag force between water and sand is mainly affected by the angle of crack inclination. The top layer of overlying strata at the entrance of the fissure passage is the most exposed to the contact force at the initial stage of water bursting and sand bursting, and is in the most dangerous state. The steady value of flow velocity and the time required for flow stability are linearly related to the angle and opening of the fissure respectively, and compared with the bottom side of the fissure channel, the drag force between the water sand and the sand in the inclined side is larger, and the surge of the water sand is more intense.
【作者單位】： 中國礦業(yè)大學(北京)力學與建筑工程學院;中國礦業(yè)大學(北京)煤炭資源與安全開采國家重點實驗室;弗萊貝格工業(yè)大學巖土工程研究所;機械科學研究院工程機械軍用改裝車試驗場;
【基金】：國家重點研發(fā)計劃項目(2016YFC0600704) 高等學校博士學科點專項科研基金項目(博導類)(20130023110017) 國家自然科學基金項目(51134018)
【分類號】：TD745.2;TD823

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 張杰,侯忠杰;淺埋煤層開采中的潰沙災害研究[J];湖南科技大學學報(自然科學版);2005年03期

2 劉輝;范志偉;馮文生;;淺埋煤層防滅火治理措施[J];能源與節(jié)能;2011年11期

3 計宏;余學義;;淺埋煤層溝壑區(qū)塌陷災害形成機理分析研究[J];煤炭工程;2012年06期

4 黃慶享;淺埋煤層的礦壓特征與淺埋煤層定義[J];巖石力學與工程學報;2002年08期

5 紀志云;;淺埋煤層開采界定指標取值特征分析[J];煤炭技術;2006年11期

6 董愛菊;張沛;楊花娥;楊渭清;;淺埋煤層厚沙土層采動卸荷破壞的“拱”狀數(shù)學模型[J];河南師范大學學報(自然科學版);2007年01期

7 范宗乾;王振;方華;;含水沙層下淺埋煤層的安全開采技術[J];現(xiàn)代礦業(yè);2014年01期

8 梅國棟;王云海;劉璐;;測氡法在探測淺埋煤層火源范圍中的應用[J];煤炭科學技術;2007年10期

9 邵小平;史建君;石平五;;淺埋煤層上行開采可行性相似模擬實驗研究[J];煤炭工程;2013年05期

10 柴敬;淺埋煤層開采的大比例立體模擬研究[J];煤炭學報;1998年04期

相關會議論文 前10條

1 柴敬;段書武;;厚風積沙淺埋煤層頂板災害研究[A];巖石力學新進展與西部開發(fā)中的巖土工程問題——中國巖石力學與工程學會第七次學術大會論文集[C];2002年

2 苗彥平;郭佐寧;黃永安;王碧清;;淺埋煤層合理支護阻力實測統(tǒng)計分析[A];安全高效礦井建設與開采技術——陜西省煤炭學會學術年會論文集(2010)[C];2010年

3 劉國磊;樊克恭;肖同強;;山地淺埋煤層工作面支架合理工作阻力研究[A];第十二次全國巖石力學與工程學術大會會議論文摘要集[C];2012年

4 黃慶享;石平五;錢鳴高;;淺埋煤層長壁開采的礦壓特征[A];面向國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的巖石力學與巖石工程——中國巖石力學與工程學會第五次學術大會論文集[C];1998年

5 黃慶享;劉素花;張沛;黃克軍;;淺埋煤層局部充填開采的地表移動規(guī)律模擬[A];安全高效礦井建設與開采技術——陜西省煤炭學會學術年會論文集(2010)[C];2010年

6 郝君;白如紅;王振華;何龍偉;;淺埋煤層綜采工作面阻力分布規(guī)律研究[A];安全高效礦井安全保障技術——陜西省煤炭學會學術年會論文集（2011）[C];2011年

7 侯彥威;高波;馬炳鎮(zhèn);王鵬;張振勇;程思遠;;淺埋煤層頂板富水區(qū)的直流電法探測技術[A];煤礦水害防治技術研究——陜西省煤炭學會學術年會論文集（2013）[C];2013年

8 楊治林;;初始后屈曲理論在淺埋煤層頂板穩(wěn)定性分析中的應用[A];現(xiàn)代數(shù)學和力學(MMM-XI)：第十一屆全國現(xiàn)代數(shù)學和力學學術會議論文集[C];2009年

9 黃慶享;;淺埋煤層長壁開采頂板結構及合理支護阻力研究[A];巖石力學新進展與西部開發(fā)中的巖土工程問題——中國巖石力學與工程學會第七次學術大會論文集[C];2002年

10 李保仁;;淺埋煤層綜采工作面深孔預裂爆破安全技術[A];安全高效礦井安全保障技術——陜西省煤炭學會學術年會論文集（2011）[C];2011年

相關博士學位論文 前8條

1 劉新杰;淺埋煤層采場上覆巖層運動分析及支架阻力研究[D];中國礦業(yè)大學(北京);2015年

2 張付濤;淺埋煤層間隔式空區(qū)下長壁綜采覆巖移動規(guī)律研究[D];中國礦業(yè)大學;2016年

3 張沛;淺埋煤層長壁開采頂板動態(tài)結構研究[D];西安科技大學;2012年

4 范鋼偉;淺埋煤層開采與脆弱生態(tài)保護相互響應機理與工程實踐[D];中國礦業(yè)大學;2011年

5 李鳳儀;淺埋煤層長壁開采礦壓特點及其安全開采界限研究[D];遼寧工程技術大學;2007年

6 趙兵朝;淺埋煤層條件下基于概率積分法的保水開采識別模式研究[D];西安科技大學;2009年

7 張志強;溝谷地形對淺埋煤層工作面動載礦壓的影響規(guī)律研究[D];中國礦業(yè)大學;2011年

8 李金華;淺埋煤層采場覆巖破壞及地表移動規(guī)律研究[D];西安科技大學;2017年

相關碩士學位論文 前10條

1 周陽;新鄭煤電公司深部開采突水危險性評價與防治水措施研究[D];河南理工大學;2016年

2 史久林;近距離淺埋煤層房柱下開采動壓機理研究[D];西安科技大學;2015年

3 唐朋飛;淺埋煤層大采高工作面頂板結構及其穩(wěn)定性研究[D];西安科技大學;2015年

4 陳延濤;涼水井煤礦淺埋煤層綜采工作面頂板運動及礦壓顯現(xiàn)規(guī)律研究[D];中國礦業(yè)大學;2016年

5 閆瑞龍;淺埋煤層綜采工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律研究[D];中國礦業(yè)大學;2016年

6 徐亞洲;淺埋煤層房式采空區(qū)下長壁工作面礦壓顯現(xiàn)與微震監(jiān)測預報[D];西安科技大學;2016年

7 沈濱和;淺埋煤層大采高工作面頂板結構及支護阻力分析[D];西安科技大學;2016年

8 范浩;淺埋煤層采場圍巖力鏈演化規(guī)律研究[D];安徽理工大學;2017年

9 黃森林;淺埋煤層采動裂縫損害機理及控制方法研究[D];西安科技大學;2006年

10 劉文崗;淺埋煤層砂土層載荷傳遞機理研究[D];西安科技大學;2003年

，

本文編號：1660283