破碎岩体非线性渗流突水机理研究现状及发展趋势

发布时间：2017-08-24 13:07

  本文关键词：破碎岩体非线性渗流突水机理研究现状及发展趋势

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【摘要】：在收集整理国内外相关资料的基础上,从非线性渗流理论方程、非Darcy渗流试验和非线性渗流数值模型方法等方面总结目前破碎岩体非线性渗流突水研究现状,认为破碎岩体渗流具有突水通道的非Darcy渗流特性、3种流场(Darcy层流、非Darcy高速流及Navier-Stokes紊流)动力学系统的统一性和突水3要素(含水层水源的Darcy流、突水通道的非Darcy流和开采扰动作用)中的应力扰动特性。据此,提出了破碎岩体非线性渗流突水机理研究的发展趋势:从矿山采动岩体渗流突水3要素这一渗流特征出发,通过试验和现场测试研究不同围压、水力梯度和流速条件下破碎岩石渗流规律,建立考虑应力作用的耦合Darcy,Forchheimer和Navier-Stokes方程混合流场的模型,提出有限单元弱形式和有限体积法耦合积分解算混合流场方法,把采动应力作用下含水层、冒落岩体破碎带和巷道整个突水水流路径连接在一起,Forchheimer流域的边界流量压力是动态变化的,可以有效解决破碎岩体非线性渗流模型存在的问题,能比较合理模拟采动应力作用下矿山突水瞬态流动全过程。
【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;江苏师范大学机电工程学院;
【关键词】： 破碎岩体 突水 非Darcy渗流试验 Forchheimer方程 渗流模型
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2013CB227902) 国家自然科学基金资助项目(51574059)
【分类号】：TD745
【正文快照】： 地下采矿活动使得围岩在采动应力诱发作用下处于峰后应力状态或者破碎状态,极大地改变了围岩的孔隙结构和渗透性,从而导致顶底板导水裂隙带、断层带和岩溶陷落柱突水并造成灾害事故[1-4]。尤其是随着矿山采深的增加,深部矿井面临“高地应力、高地温、高岩溶水压”以及强开采扰

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1 刘玉;王为奎;蒋红旗;梁忠雨;;混合粒径散体岩石非线性渗流的试验研究[J];矿业研究与开发;2011年05期

2 ;[J];;年期

，

本文编号：731452