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矿井断裂构造带滞后突水的流–固耦合模拟方法分析与滞后时间确定
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:《岩石力学与工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TD82[矿业工程—煤矿开采;矿业工程—矿山开采]
  • 作者机构:[1]中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京100083, [2]桂林理工大学广西地质工程中心重点实验室,广西桂林541004, [3]桂林理工大学地球科学学院,广西桂林541004
  • 相关基金:中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室自主研究课题; 国家自然科学基金资助项目(40772162); “十一五”国家科技支撑联合资助项目(2007BAK24B01)
中文摘要:

矿井断裂构造带滞后突水是威胁煤矿深部开采的主要水害类型。基于流–固耦合理论,提出弹塑性应变–渗流耦合、流变–渗流耦合及变参数流变–渗流耦合3种模拟评价模型。将断层破碎带物质等效为连续介质模型,材料本构模型分别采用弹塑性模型和流变模型,应用FLAC3D软件,对上述3种评价模型进行数值模拟,结果表明弹塑性应变–渗流耦合模拟结果在某些情况下可以适用;流变–渗流耦合模拟结果最接近实际;渗透性可变的条件下变参数流变–渗流耦合对渗流参数变化机制的解释最好。以流变–渗流耦合模拟结果为例,最危险滞后突水可能发生时间得以确定,在模拟开采的不同阶段,岩石巷道附近(即模型8#点处)分别产生3.26,3.63,3.77 MPa的最高水压,对应滞后时间分别为15,131,546 d。

英文摘要:

The lagging water-inrush near mine fault belt is the main type of water damage threatening the deep coal mining.Based on the flow-solid coupling theory,three types of simulation model including the elasticplastic strain-seepage coupling model,the rheology-seepage coupling model and the variable parameter rheology-seepage coupling model were proposed.Regarding the materials of fault zone as equivalent continuum model,using elasticplastic model and rheological model as material constitutive model respectively,a numerical simulation was carried by using FLAC3D.The results show that the simulation of the elasticplastic strain-seepage coupling can be applied to some circumstances;the rheology-seepage coupling is the closest to reality;under the condition of the variable permeability,the variable parameter rheology-seepage coupling gives the best explanation to the mechanism of permeability parameters changing.Taking the rheology-seepage coupling model for example,the most dangerous time occurring possible lagging water-inrush can be identified better.In the three mining stages simulated,the highest water pressures of 3.26,3.63,3.77 MPa are generated separately near rock roadway,i.e.,at the location of model observation point #8,corresponding to lag times of 15,131,546 d respectively.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:75823