基于FLAC3D-COMSOL耦合的采动覆岩渗流演化及展布仿真实验

作     者：许玉军 马立强 王磊 刘怀谦 李少波 

作者机构：安徽理工大学深部煤矿采动响应与安全防控国家重点实验室 教育部新疆煤炭资源绿色开采教育部重点实验室 新疆工程学院新疆煤系资源勘探与开采重点实验室新疆煤炭绿色智能开采工程研究中心 

出 版 物：《实验技术与管理》 (Experimental Technology and Management)

年 卷 期：2025年

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

基　　金：安徽理工大学高层次引进人才科研启动基金资助(2023yjrc89) 安徽省教育厅重点项目(2024AH050403) 国家自然科学基金项目(52464015) 

主　　题：FLAC 二次开发 FLAC -COMSOL耦合 连采连充 CO 矿化充填 覆岩渗透性 

摘      要：采空区CO2矿化充填需完全实现对上覆含水体的渗流隔离。基于FLAC3D-COMSOL有限差分-有限元耦合仿真实验方法，模拟了连采连充CO2矿化充填条件下覆岩渗透性演化规律及展布特征，提出基于渗透率劣化率及渗流速度的覆岩分区阈值确定方法。结果表明：采动覆岩渗透率劣化率呈“蝶形展布，且在开切眼与停采线呈“类马鞍形分布。整个开采区域可分为恒定区、恢复区、过渡区、剧增区与紊乱区。基于采动覆岩渗流速度，整个区域可分为：无渗流通道、微渗流通道、弱渗流通道、强渗流通道和渗漏通道。以采-充宽度为30-10 m为例，开采块段回采过程中矿井涌水量分别为280、300、950、1 150、1 350、1 550 m3/d，均小于突水量等级划分标准中规定的最低等级。