煤矿底板采动突出水体运移特征的数值分析

发布时间：2018-06-06 11:35

  本文选题：底板 + 采动应力　； 参考：《煤矿开采》2015年06期

【摘要】：针对煤矿底板采动突水过程中采空区底板破坏的不同阶段突水量存在明显差别的特征,根据损伤岩体的流固耦合作用,应用RFPA2D-flow数值模拟软件,结合回坡底煤矿11号煤层开采工作面的具体工程地质条件,对在采动应力和承压水压力联合作用下底板的损伤、破坏直至突水的全过程进行了数值模拟研究。通过对工作面推进过程中底板的破坏过程、应力变化和渗流场的分析,揭示了突出水体的运移规律,将底板突水区域划分为突水减量减速区、突水量陡增区、突水量平稳增加区和突水流量缓降区4个区域,从而确定了应重点防治的突水危险区域。研究结果对工程中的防治水实践具有一定的指导意义。
[Abstract]:In view of the obvious difference of water inrush in different stages of floor failure in goaf, according to the fluid-solid coupling effect of damaged rock mass, RFPA2D-flow numerical simulation software is used. Combined with the concrete engineering geological conditions of No. 11 coal seam mining face in Huipo bottom coal mine, the whole process of floor damage and destruction until water inrush was studied numerically under the combined action of mining stress and pressure of confined water. Through the analysis of the damage process, stress change and seepage field of the floor during the working face advance, the migration law of the outburst water body is revealed, and the water inrush area of the bottom plate is divided into two regions: the area of reduction and deceleration of water inrush and the area of abrupt increase of water inrush. There are four regions in which the water inrush increases steadily and the water inrush drops slowly, and the dangerous area of water inrush which should be prevented and controlled is determined. The research results have certain guiding significance to the practice of water control in engineering.
【作者单位】： 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院;
【基金】：国家重点基础研究发展规划(973)项目(2013CB227903) 国家自然科学基金项目(51174208,U1361209)
【分类号】：TD745

【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 朱万成;魏晨慧;张福壮;杨天鸿;;流固耦合模型用于陷落柱突水的数值模拟研究[J];地下空间与工程学报;2009年05期

2 杨天鸿,唐春安,朱万成,冯启言;岩石破裂过程渗流与应力耦合分析[J];岩土工程学报;2001年04期

3 陈忠辉;胡正平;李辉;陈庆丰;;煤矿隐伏断层突水的断裂力学模型及力学判据[J];中国矿业大学学报;2011年05期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈雄,刘俊杰,吴寅,张震斌;矿井水资源化与生态环境安全探讨[J];安全与环境学报;2004年S1期

2 冯启言;杨天鸿;于庆磊;唐春安;冷雪峰;;基于渗流-损伤耦合分析的煤层底板突水过程的数值模拟[J];安全与环境学报;2006年03期

3 朱万成;魏晨慧;张福壮;杨天鸿;;流固耦合模型用于陷落柱突水的数值模拟研究[J];地下空间与工程学报;2009年05期

4 王金安,彭苏萍,孟召平;岩石三轴全应力应变过程中的渗透规律[J];北京科技大学学报;2001年06期

5 王金安,彭苏萍,孟召平;承压水体上对拉面开采底板岩层破坏规律[J];北京科技大学学报;2002年03期

6 刘敦文,古德生,徐国元,黄仁东;采空区充填物探地雷达识别技术研究及应用[J];北京科技大学学报;2005年01期

7 孙明贵,唐平,陈占清;时变边界系统动力学行为研究展望[J];常德师范学院学报(自然科学版);2003年02期

8 冷雪峰 ,杨天鸿 ,国怀专 ,李连崇;单孔岩石水压致裂过程的数值模拟分析[J];世界有色金属;2002年10期

9 杨天鸿,唐春安,刘红元,朱万成,冯启言;承压水底板突水失稳过程的数值模型初探[J];地质力学学报;2003年03期

10 刘增辉;杨本水;;利用数值模拟方法确定导水裂隙带发育高度[J];矿业安全与环保;2006年05期

相关会议论文 前10条

1 辛红旗;;采动引起底板破坏而引发煤矿突水的原因分析——以豫西某井田为例[A];河南地球科学通报2010年卷（下册）[C];2010年

2 焦殿志;徐冰寒;;煤层底板断裂结构岩层突(涌)水量估算研究[A];矿山地质灾害成灾机理与防治技术研究与应用[C];2009年

3 朱术云;姜振泉;;郑州矿区采动底板构造控水及其防治研究[A];第八届全国采矿学术会议论文集[C];2009年

4 尹尚先;武强;;背斜及承压水影响下巷道的力学特征和稳定性[A];全国岩土与工程学术大会论文集（下册）[C];2003年

5 于庆磊;唐春安;杨天鸿;冯启言;唐世彬;;煤层开采引起覆岩三带分布规律的数值模拟[A];第九届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2006年

6 李青锋;王卫军;彭文庆;彭刚;;断层采动活化对南方煤矿岩溶突水影响研究[A];第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年

7 张培森;林东才;刘庆龙;魏夕合;杨健;;深部变间距骑跨采巷道分段动态支护技术研究及应用[A];第七届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2012年

8 许延春;姚依林;陈胜然;柳昭星;;深部承压水上大采高工作面底板破坏深度理论研究[A];综采放顶煤技术理论与实践的创新发展——综放开采30周年科技论文集[C];2012年

9 鲁海峰;姚多喜;梁修雨;郭立全;沈丹;;采动底板横观各向同性岩体应力解析解[A];《地下空间与工程学报》vol.9 No.5[C];2013年

10 李正立;王连国;侯化强;;考虑渗流应力耦合关系的陷落柱突水机理研究[A];《地下空间与工程学报》vol.9 No.5[C];2013年

相关博士学位论文 前10条

1 袁东升;近距离保护层开采多场演化及安全岩柱研究[D];河南理工大学;2010年

2 郭佳奇;岩溶隧道防突厚度及突水机制研究[D];北京交通大学;2011年

3 王睿;煤层顶底板突水地质力学条件及其危险性研究[D];中国矿业大学（北京）;2011年

4 孟筠青;煤层高压脉动注水防治煤与瓦斯突出理论与技术研究[D];中国矿业大学（北京）;2011年

5 孙建;倾斜煤层底板破坏特征及突水机理研究[D];中国矿业大学;2011年

6 李伟;海石湾井田CO_2成藏演化机制及防治技术研究[D];中国矿业大学;2011年

7 唐守锋;基于声发射监测的矿井突水前兆特征信息获取方法的研究[D];中国矿业大学;2011年

8 李根;基于模拟的水岩耦合变形破坏过程及机理研究[D];大连理工大学;2011年

9 霍丙杰;复杂难采煤层评价方法与开采技术研究[D];辽宁工程技术大学;2011年

10 于小鸽;采场损伤底板破坏深度研究[D];山东科技大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 贾晓亮;基于FLAC~（3D）的断层数值模拟及其应用[D];河南理工大学;2010年

2 汪国华;近距离上保护层开采卸压范围及临界层间距研究[D];河南理工大学;2010年

3 徐星;采场底板突水判测系统及水害防治应用研究[D];山东科技大学;2010年

4 陈彦军;复杂围岩条件极近距离薄煤层群开采相关技术研究[D];山东科技大学;2010年

5 赵文娟;采动围岩运动规律与断层活动性的研究[D];山东科技大学;2010年

6 张伟杰;基于渗流—应力耦合作用的裂隙型底板突水机理及危险性预测研究[D];山东科技大学;2010年

7 曾庆铭;煤炭开采对地下水资源的破坏机理和保护对策研究[D];山东科技大学;2010年

8 蔡明锋;矿井工作面突水力电耦合场数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年

9 张继华;急倾斜中厚煤层软底综采采场矿压规律及其控制研究[D];山东科技大学;2010年

10 孟海军;极近距离跨采底板巷道稳定性研究[D];山东科技大学;2010年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘洪磊;杨天鸿;于庆磊;陈仕阔;;凝灰岩破坏全过程渗流演化规律的实验研究[J];东北大学学报(自然科学版);2009年07期

2 唐春安,刘红元,秦四清,杨志法;非均匀性对岩石介质中裂纹扩展模式的影响[J];地球物理学报;2000年01期

3 韩宝平,冯启言,于礼山,毛琼,李炉明,张洪茂;全应力应变过程中碳酸盐岩渗透性研究[J];工程地质学报;2000年01期

4 沙雨勤;周保东;;带压系数及突水系数在防治水中的应用[J];河北煤炭;2007年04期

5 许进鹏;梁开武;徐新启;;陷落柱形成的力学机理及数值模拟研究[J];采矿与安全工程学报;2008年01期

6 唐春安;脆性材料破坏过程分析的数值试验方法[J];力学与实践;1999年02期

7 项远法;陷落柱突水过程的力学模型[J];煤田地质与勘探;1993年05期

8 陈佩佩,管恩太,邱显水;我国华北煤矿底板突水危险性评价[J];煤矿开采;2004年02期

9 杨为民,司海宝,吴文金;岩溶陷落柱导水类型及其突水风险预测[J];煤炭工程;2005年08期

10 刘国林;尹尚先;王延斌;;华北型煤田岩溶陷落柱顶底部剪切破坏突水模式[J];煤炭科学技术;2007年02期

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 许延春;杨扬;;大埋深煤层底板破坏深度统计公式及适用性分析[J];煤炭科学技术;2013年09期

2 梁建民，姜兴阁，，王希良，蒋勤明;综采、综放工作面底板破坏深度的研究[J];煤炭科学技术;1996年01期

3 高庆;叶元辉;;煤层开采底板破坏深度发育规律探析[J];科技致富向导;2013年33期

4 李海梅,关英斌;综采工作面底板破坏深度的研究[J];矿山压力与顶板管理;2002年03期

5 杨彦利;关英斌;王卫东;王勇;韩立强;;陶二煤矿2~#煤层底板破坏规律的数值模拟研究[J];能源技术与管理;2010年01期

6 王秋生;姜玉海;;底板破坏深度动态监测技术的应用[J];煤矿安全;2011年12期

7 易洪春;虞金林;陈玉玖;王健;吴国庆;;采场底板破坏带电法动态监测实验[J];工程地球物理学报;2012年03期

8 魏大勇;;恒源煤矿Ⅱ6112工作面底板破坏深度测试与分析[J];能源技术与管理;2013年04期

9 王春秋;潘立友;华永芳;;支柱对煤层底板破坏机理的研究及应用[J];山东矿业学院学报;1991年04期

10 李文彩,张义顺,王洪志;松软底板条件下柱鞋的设计[J];煤矿设计;1992年10期

相关会议论文 前10条

1 姜玉海;;底板破坏深度动态监测技术研究与应用[A];中国职业安全健康协会2011年学术年会论文集[C];2011年

2 杨永杰;李增力;;煤层开采后底板破坏特征的数值模拟研究[A];矿山建设工程技术新进展——2008全国矿山建设学术会议文集（下）[C];2008年

3 李晓斌;何有巨;;复杂区深部A组煤底板岩溶及其防治[A];纪念矿井地质专业委员会成立二十周年暨矿井地质发展战略学术研讨会专辑[C];2002年

4 王健;;综采面煤层底板破坏深度的研究[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会2008年学术论坛文集[C];2008年

5 关英斌;李海梅;杨彦利;;承压水上近距煤层开采的底板破坏深度数值模拟研究[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会2008年学术论坛文集[C];2008年

6 张文泉;李加祥;温兴林;;回采参数与煤层底板破坏深度关系的研究[A];水电与矿业工程中的岩石力学问题——中国北方岩石力学与工程应用学术会议文集[C];1991年

7 许延春;姚依林;陈胜然;柳昭星;;深部承压水上大采高工作面底板破坏深度理论研究[A];综采放顶煤技术理论与实践的创新发展——综放开采30周年科技论文集[C];2012年

8 翟晓荣;吴基文;;煤层底板注浆前后采动效应数值模拟分析[A];第九届全国工程地质大会论文集[C];2012年

9 王作宇;;顶底板岩体移动的理论与实践[A];岩土力学数值方法的工程应用——第二届全国岩石力学数值计算与模型实验学术研讨会论文集[C];1990年

10 孟祥瑞;徐铖辉;高召宁;王向前;;采场底板应力分布及破坏机理[A];全国大型煤炭企业综采技术发展成果集[C];2010年

相关博士学位论文 前5条

1 于小鸽;采场损伤底板破坏深度研究[D];山东科技大学;2011年

2 付宝杰;水—岩耦合作用下采场底板综合分区特征及其稳定性研究[D];安徽理工大学;2013年

3 徐德金;高承压含水层上煤层开采底板断裂活化致灾机制[D];中国矿业大学;2012年

4 梁盛开;黔北矿区承压水分布特征与安全开采技术研究[D];中国矿业大学（北京）;2013年

5 陈新明;大埋深复杂水文地质条件工作面防治水技术研究[D];中国矿业大学(北京);2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 黄浩;煤层底板隐伏充水断层扩展的模拟实验研究[D];华北科技学院;2015年

2 崔胜;显德汪矿9~#煤层底板破坏规律研究[D];河北工程大学;2011年

3 李冲;邯邢地区煤层底板破坏规律研究[D];河北工程大学;2011年

4 李锋;深部煤层开采底板破坏特征研究[D];河北工程大学;2012年

5 吴涛;潘二矿A组煤开采底板破坏规律并行电法测试研究[D];安徽理工大学;2014年

6 杨彦利;陶二煤矿2~#煤层底板破坏规律研究[D];河北工程大学;2009年

7 彭永贵;承压水体上厚煤层开采底板破坏规律研究[D];安徽理工大学;2012年

8 安康;陈四楼煤矿底板破坏及突水预测研究[D];山东科技大学;2009年

9 武龙飞;朱村矿承压水上膏体充填开采底板破坏规律研究[D];中国矿业大学;2008年

10 苏明金;A组煤层底板破坏规律及灰岩含水层疏放性评价[D];安徽理工大学;2010年

本文编号：1986382