煤礦底板突水機理分析及數值模擬研究.pdf

1、長期以來,煤礦水害給國家和人民帶來了巨大的經濟損失和人員傷亡,突水是采礦過程中常常面臨的一種嚴重災害。隨著煤礦開采方式,開采深度和工作面開采空間尺度的變化,突水災害日益嚴重。開展礦井突水機理基礎理論研究,有效遏制礦井突水事故的發(fā)生,保障煤礦安全生產,是目前煤礦工業(yè)需要解決的問題。本文首先對煤礦底板突水問題的分類方法及其突水一般機理進行分析總結,然后利用RFPA2D-Flow數值計算系統,著重從巖石細觀力學的角度,充分考慮巖石的非均勻性和

2、破壞過程的滲流-損傷耦合作用,結合開灤范各莊煤礦現場的工程水文地質資料,對12煤的底板突水問題進行數值模擬研究。數值模擬分為完整底板突水及斷層影響下的底板突水兩種情況進行,研究水壓驅動下的巖體損傷破壞全過程,從變形、應力、水壓、流量等不同角度分析煤礦底板的突水機理。在對完整底板突水的數值模擬中考慮了含水層不同水壓力對底板突水的影響,得到了與實際相近的臨界突水系數;在對斷層影響下的底板突水的數值模擬中,采用了有限元強度折減法,得到了斷層不