基于非达西流模型的煤矿突水渗流机制数值模拟
本文选题:煤矿 + 高速非线性流 ; 参考:《金属矿山》2017年06期
【摘要】:突水是威胁煤矿安全生产的重大灾害之一。以义安煤矿704工作面突水事故为例,采用非线性渗流模型模拟突水瞬态流动全过程,探讨突水过程中流速和压力的变化规律,揭示矿山突水全过程的流态转捩机制。研究表明:义安煤矿突水达到最大涌水量时,含水层的压力在0.2~0.3 MPa之间,突水实际上是一个降压加速的过程,含水层压力骤降是突水发生的前兆,且突水通道进出口压力和流速是动态变化的,3个流场有机地组成一个不可分割的整体。撑子面处突水流体涡旋是层流向紊流过渡的空间响应,表明矿山突水存在流态转捩过程。通过进一步研究发现突水通道的导水性能越强,发生突水灾害时危害越大。研究结果可为反演确定合理的工程渗流力学参数和突水通道的几何结构提供参考。
[Abstract]:Water inrush is one of the major disasters that threaten the safety of coal mine production. Taking the water inrush accident in the 704 working face of Yi an coal mine as an example, the nonlinear seepage model is used to simulate the whole process of transient flow of water inrush and the change law of flow velocity and pressure in the process of water inrush, and the mechanism of flow state transition in the whole process of mine water inrush is revealed. When the maximum water flow is reached, the pressure of the aquifer is between 0.2~0.3 MPa, and the water inrush is actually a process of accelerating the depressurization. The sudden drop of the aquifer pressure is the precursor of the occurrence of water inrush, and the pressure and flow velocity of the inlet and outlet of the water inrush channel are dynamically changed, and the 3 flow fields are organically composed of an inseparable whole. The spatial response of layer flow to turbulent flow indicates that there is a flow transition process in mine water inrush. Through further study, it is found that the stronger the water inrush performance of the water inrush channel is, the greater the damage occurs when the water inrush disaster occurs. The results can provide a reference for the inversion of the rational engineering seepage mechanics parameters and the geometric structure of the water inrush path.
【作者单位】: 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;
【基金】:国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(编号:2013CB227902) 国家自然科学基金项目(编号:51574059)
【分类号】:TD745
【参考文献】
相关期刊论文 前4条
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【共引文献】
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【二级参考文献】
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,本文编号:1910118
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