矿山岩体破坏突水非达西流模型及数值求解

发布时间：2017-08-23 01:12

  本文关键词：矿山岩体破坏突水非达西流模型及数值求解

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【摘要】：为模拟突水流体瞬态流动全过程并揭示突水流体流动机制,针对矿山岩体破坏突水过程中流体的高速非达西流特征和流场动力学统一性特征,基于流体质量守恒和压力平衡原理建立耦合Darcy方程、Forchheimer方程和Navier-Stokes方程的矿山岩体破坏突水非达西流模型,将含水层水源、破碎岩体突水通道和采场巷道出口整个水流路径有机联系在统一流动场中;并基于有限元弱形式和有限体积法耦合积分方程,提出有限元和有限体积法相结合的数值计算方法,应用FEPG有限元软件编译FORTRAN源程序,模拟突水瞬态流动全过程。通过算例对比达西和非达西流结果表明,对于矿山岩体破坏突水问题采用非达西流模型计算十分必要,破碎岩体作为导水通道沟通含水层和巷道的水力联系,导水通道内高速水流的惯性作用是含水层充足的补给水量沿破碎带进入巷道形成突水的主要原因。
【作者单位】： 东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室;东北大学资源与土木工程学院;北京飞箭软件公司;
【关键词】： 岩石力学 破碎岩体 非达西流 有限体积法 Forchheimer方程
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2013CB227902) 国家自然科学基金资助项目(51574059;51404067)~~
【分类号】：TU452
【正文快照】： 1引言地下采矿活动必然造成围岩应力的重新分布和岩体的破裂损伤,使得围岩在原岩应力和采动应力共同作用下处于峰后应力状态或者破碎状态,极大的改变了围岩的孔隙度和渗透性,从而导致顶板、断层带或底板突水并造成灾害事故[1-2]。据统计结果[2],60%矿井事故与地下水作用有关,

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2 文章;黄冠华;李健;詹红兵;;承压含水层中扩展井附近非达西流数值解[J];水利学报;2009年04期

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4 钟太贤,袁士义,周龙军,李海平,杨维宗,罗凯;含硫天然气相态及渗流[J];石油勘探与开发;2004年05期

5 ;[J];;年期

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本文编号：722118