承压水渗流条件下预防陷落柱突水力学模型及应用

发布时间：2017-10-15 13:16

  本文关键词：承压水渗流条件下预防陷落柱突水力学模型及应用

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【摘要】：针对陷落柱突水对矿井安全生产的威胁,运用理论分析、相似模拟和数值模拟综合手段研究分析陷落柱的水文地质特征,充分考虑承压水对陷落柱围岩影响作用,建立了预防陷落柱突水灾害物理模型.结果表明:按照水流的形态,可将陷落柱围岩分为无水力梯度的塑性充水区和存在水力梯度的周边渗透区,且将周边渗透区作为陷落柱的重要表征参数.同时,基于比奥理论、高等渗流力学和弹塑性力学等基础理论,分析了预防陷落柱突水灾害模型的力学机制;推导出柱体周边渗透区和弹性区的应力分布函数,得到了求解陷落柱周边渗透区距离公式.根据范各庄矿现场地质条件,计算得到该矿2~#陷落柱的保护煤柱留设尺寸和围岩应力分布曲线,运用数值软件对陷落柱周边流固耦合场进行分析,结果与理论分析一致.
【作者单位】： 华北科技学院安全工程学院;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院;
【关键词】： 渗流 陷落柱 突水 力学模型
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2013CB227903) 国家自然科学基金项目(51504095) 中央高校基本科研业务费资助项目(3142015082;3142014066)
【分类号】：TD745
【正文快照】： 世界采矿史上罕见的特大型突水发生在开滦范各庄矿,为陷落柱突水,最大涌水量达2　053m3/min,历时20h55min便淹没了本矿井,3个临近矿井也被淹.该矿陷落柱分布比较密集.目前该矿煤层开采受到陷落柱的严重威胁,如何防止陷落柱突水是确保工作面安全生产的重要难题,而现场实施的关

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本文编号：1037329