陷落柱渗流突水机理及强度主控因素模拟

作     者：霍丙杰 解振华 范张磊 荆雪冬 HUO Bingjie;XIE Zhenhua;FAN Zhanglei;JING Xuedong

作者机构：辽宁工程技术大学矿业学院辽宁阜新123000 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221000 

出 版 物：《煤田地质与勘探》 (Coal Geology & Exploration)

年 卷 期：2019年第47卷第6期

页      面：84-91页

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51504127) 辽宁省教育厅科学技术研究项目(LJ2019FL007)~~ 

主　　题：渗流突水 陷落柱 渗流模型 主控因素 渗透率 

摘      要：为了研究陷落柱影响区域内巷道渗流突水机制及其主控因素,采用Darcy、Brinkman、N-S方程对含水层、陷落柱、突水巷道内流场进行联动系统刻画,选取不同参数、不同边界等变量,分析影响陷落柱渗流突水强度的主要因素。结果表明:定压、定流量条件下,含水层渗透率增大会引起含水层和陷落柱交界处区域流速增大,但定流量条件下增幅较小,且会降低巷道突水流速;陷落柱渗透率的增大对突水压力和突水流速作用显著,定压条件下,随着陷落柱渗透率的增大,巷道突水流速骤增;含水层压力增高,陷落柱区域和巷道区域流速明显增大;在定流量边界下,随着陷落柱渗透率的增大,巷道突水流速仅发生微小波动;将研究结论与现有相关成果进行了对比验证分析,获得了与本文较一致的研究规律。总体分析,陷落柱影响区域巷道突水机理是含水层水压高、足量补水、陷落柱破碎区域渗透率较大且联通了含水层和巷道;其中,含水层压力、陷落柱渗透率是陷落柱渗流突水强度的主控因素。