防水煤柱安全評價(jià)的流固耦合分析.pdf

1、防水煤柱可視為上覆巖層載荷和一側(cè)水壓力作用下的地下結(jié)構(gòu)物。由于煤巖體一種可變形多孔介質(zhì)，在防水煤柱存在大量的導(dǎo)水裂隙和孔隙，礦井水能沿著這些滲入到煤柱內(nèi)部一定深度。在孔隙水壓力作用下，煤柱強(qiáng)度和變形性質(zhì)將發(fā)生變化，即使上覆巖層載荷與一側(cè)水壓力不變，煤柱內(nèi)滲水區(qū)域及煤柱變形都將隨時(shí)間變化，當(dāng)滿足一定條件時(shí)，煤柱將突然破壞而發(fā)生突水，因此防水煤柱失穩(wěn)破壞，不僅是在上覆巖層載荷作用下煤柱應(yīng)力場產(chǎn)生的效應(yīng)，而且是水在煤柱中所產(chǎn)生的滲流場的綜合結(jié)

2、果，兩者相互作用，不可分割。這就是流固耦合問題。這一點(diǎn)在以往的防水煤柱的分析與計(jì)算中是沒有考慮的。
　　本文在總結(jié)國內(nèi)外防水煤柱研究現(xiàn)狀、流固耦合理論的研究與工程實(shí)踐現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，以流固耦合理論為依據(jù)，應(yīng)用有限差分分析軟件FLAC-3D，對某煤礦四采二層煤殘余安全煤柱進(jìn)行了滲流場與應(yīng)力場的流固耦合數(shù)值分析，模擬分析了在水力作用下防水煤柱的穩(wěn)定性狀態(tài)及防潰水能力；并對比分析了流固耦合與不考慮流固耦合的情況下防水煤柱以及周圍巖層的受力