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考虑颗粒迁移的陷落柱流固耦合动力学模型研究
  • ISSN号:1000-1964
  • 期刊名称:中国矿业大学学报
  • 时间:2014.1
  • 页码:30-35
  • 分类:TD745[矿业工程—矿井通风与安全]
  • 作者机构:[1]河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作454000, [2]中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州221008
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973)项目(2012CB723103);煤炭联合基金项目(U126120);国家自然科学基金项目(51074067.51104059)
  • 相关项目:深部采动下含瓦斯煤水气两相流渗流特性与失稳破坏规律研究
中文摘要:

为了揭示流固耦合作用下的煤矿底板陷落柱突水机理,基于破碎岩体渗流理论、固液两相流、地下水动力学等理论,建立了考虑颗粒迁移的陷落柱流固耦合动力学模型.采用理论分析、数值模拟和工程实践相结合的方法对颗粒迁移作用下陷落柱的渗透特性进行了研究,得到了陷落柱孔隙率、渗流速度、孔隙水压力、流体中颗粒体积分数、涌水量等参数随时间变化规律.结果表明:随着时间增加,陷落柱充填颗粒在流固耦合作用下不断被侵蚀成悬浮颗粒并迁移流失,流体中颗粒体积浓度剧增后骤减;陷落柱的整体渗透性起初增加较慢,随着颗粒的不断迁移流失,孔隙率、渗流速度、涌水量快速增大后趋于稳定.

英文摘要:

In order to understand the mechanism of Karst collapse columns water outburst un- der the coupled effect of hydro-mechanical, a coupled fluid-solid model is developed by consid- ering particles transport based on theories of broken rock seepage theory, two phase flow of solid-fluid, and underground water dynamics. The seepage characteristics of Karst collapse col- umns with particles transport was investigated by theoretical analysis, numerical simulation as well as engineering practice, and then the variation rule of porosity, seepage velocity, water pressure, particles concentration as well as water inflow volume over time was obtained. The research results indicate that filling material in Karst collapse columns was eroded and trans- ported by water flushing over time. More specifically, particle concentration in fluid increases sharply at the beginning and dramatically dropped at the end; and the seepage ability of Karst collapse columns increases gradually at the beginning, but porosity, seepage velocity, water in- flow volume sharply increases within a short time and then becomes stable.

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期刊信息
  • 《中国矿业大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:中国矿业大学
  • 主编:骆振福
  • 地址:江苏省徐州市中国矿业大学学报编辑部
  • 邮编:221008
  • 邮箱:journal@cumt.edu.cn
  • 电话:0516-83995103 83995113 83995897
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1964
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1152/TD
  • 邮发代号:28-73
  • 获奖情况:
  • 1999年在全国优秀高校自然科学学报及教育部优秀期...,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,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,美国剑桥科学文摘,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)
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