基于渗流‐损伤耦合分析的煤层底板突水过程的数值模拟

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• 责任者：冯启言^c中国矿业大学（徐州） ; 杨天鸿^c东北大学 ; 于庆磊 ; 唐春安 ; 冷雪峰
• 刊名：安全与环境学报
• 出版年：2006
• 卷期：6^b3总33
• 关键词：煤层底板 ; 突水20^a渗流 ; 数值模拟 ; 数学模型 ; 力学性质 ; 应力 ; 应变 ; 渗透率
• 页码：1～4
• 索书号：P875.066/201
• 图表：^c表2参21插图
• 分类号：1500
• 文摘期号：2006/10

摘要

根据杨村煤矿17煤的水文地质条件,应用岩石破裂过程渗流与损伤耦合作用分析系统(F‐RFPA^2D),建立了薄煤层底板采动破坏的数值模型,模拟了采动条件下底板的破断失稳、裂隙扩展和突水过程,探讨了底板突水的机理,并对底板的易发生突水部位进行了预测。结果表明,当回采工作面推进到26.8 m时,在隔水层的两个约束端产生拉剪破坏区。该破坏区和12灰贯通形成突水通道。突水后通道处的位移、流量都发生突变增加,并形成连锁反应,使12灰到13灰及其之间的隔水层依次发生破坏,最大破坏深度达13 m,但未勾通和14灰、奥灰之间的水力联系,在底板没有断层的地段不会发生突水。两个工作面采前和采后压水试验结果表明,采动后底板破坏深度在9.96～12.35 m,同数值模拟结果相吻合。