煤礦底板突水機(jī)理分析及數(shù)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(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡,突水是采礦過程中常常面臨的一種嚴(yán)重災(zāi)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(zāi)害日益嚴(yán)重。開展礦井突水機(jī)理基礎(chǔ)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(chǎn),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(jī)理進(jìn)行分析總結(jié),然后利用RFPA2D-Flow數(shù)值計算系統(tǒng),著重從巖石細(xì)觀力學(xué)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(jié)合開灤范各莊煤礦現(xiàn)場的工程水文地質(zhì)資料,對12煤的底板突水問題進(jìn)行數(shù)值模擬研究。數(shù)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(jìn)行,研究水壓驅(qū)動下的巖體損傷破壞全過程,從變形、應(yīng)力、水壓、流量等不同角度分析煤礦底板的突水機(jī)理。在對完整底板突水的數(shù)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(shí)際相近的臨界突水系數(shù);在對斷層影響下的底板突水的數(shù)值模擬中,采用了有限元強(qiáng)度折減法,得到了斷層不