基于流固耦合的深部煤层采动底板突水机理研究
本文选题:深部矿井 + 流固耦合 ; 参考:《煤炭科学技术》2017年06期
【摘要】:为了研究煤层深部开采底板采动破坏特征及与浅部开采的差异及底板突水机理,以淮北矿区下组煤底板为研究对象,建立了3种不同采深的底板突水模型。基于FISH语言对FLAC3D软件进行二次开发,对流固耦合条件下不同深度煤层采动底板破坏特征进行了综合分析与对比。研究结果表明:深部条件下煤层采动底板破坏形态与浅部明显不同,深部高地应力及高承压水耦合作用下,含水层顶部发育原位张裂带,且在采动影响下,会进一步出现递进导升现象,而浅部开采时无此现象;当采动破坏带与深部递进导升带沟通时,发生底板突水事故,揭示了矿井深部煤层底板原位张裂隙产生—与承压含水层导通—原位导升带发育—采动破坏带与递进导升带沟通这一突水机理。
[Abstract]:In order to study the mining failure characteristics of deep mining floor in coal seam and the difference between shallow and shallow mining and the mechanism of water inrush from bottom plate, three kinds of water inrush models of bottom plate with different mining depth were established with the coal floor of lower formation of Huaibei mining area as the research object. Based on the FISH language, the secondary development of FLAC3D software and the comprehensive analysis and comparison of the failure characteristics of mining floor in different depth coal seam under the condition of convection-solid coupling are carried out. The results show that the failure pattern of coal seam mining floor is obviously different from that of shallow coal seam under deep conditions. Under the interaction of deep high ground stress and high pressure bearing water, the in-situ tensile fracture zone is developed at the top of the aquifer, and under the influence of mining, the fracture zone in situ is formed at the top of the aquifer. This phenomenon will occur further, but not in shallow mining. When the mining failure zone communicates with the deep progressive leading belt, the floor water inrush will occur. It is revealed that the mechanism of water inrush is the formation of in-situ tensile fractures in the floor of deep coal seam and the water-inrush mechanism between the in-situ fracture of the confined aquifer and the development-in-situ conduction zone, the mining failure zone and the progressive uplift zone.
【作者单位】: 安徽理工大学地球与环境学院;
【基金】:安徽高校自然科学重点资助项目(KJ2017A073) 安徽理工大学青年教师科研基金资助项目(QN201612)
【分类号】:TD745
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,本文编号:1840873
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