断层突水温度-非线性渗流-应力耦合模型研究

作     者：刘伟韬 赵吉园 丁希阳 LIU Weitao;ZHAO Jiyuan;DING Xiyang

作者机构：山东科技大学矿业与安全工程学院山东青岛266590 山东济矿鲁能煤电股份有限公司阳城煤矿山东济宁272000 

出 版 物：《煤矿安全》 (Safety in Coal Mines)

年 卷 期：2018年第49卷第11期

页      面：59-62,68页

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

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51274135) 国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2015AA016404-4) 

主　　题：断层突水 THM耦合 数值模型 非线性流动 温度 

摘      要：为了研究深部矿井高地应力、高承压水压及高地温条件下断层突水过程中的底板承压水运移规律和地温变化规律,运用COMSOL建立温度场(T)-非线性渗流场(H)-应力场(M)耦合模型,其中非线性渗流方程耦合Darcy定律, Brinkman方程和Navier-Stokes方程。结果表明:模型能够很好地描述温度场、渗流场和采动应力场之间的相互作用关系以及底板承压水从含水层经过断层破碎带到达巷道的非线性运移过程;采动应力场和渗流速度对断层带温度场的影响很大,通过监测断层带的温度变化,可以预测断层带渗流场的变化,从而预测断层突水。