基于流态转捩的非线性渗流模型及在陷落柱突水机理分析中的应用
杨天鸿
师文豪
刘洪磊
杨斌
杨鑫
刘再斌
摘要：岩溶陷落柱突水是威胁煤矿安全生产的重大灾害之一.基于陷落柱突水过程中流体流态转捩(含水层层流到巷道紊流)的渗流本质,建立了三流场(Darcy层流、Forchheimer流和N-S紊流)耦合非线性渗流模型,并应用于骆驼山煤矿“3·1”底板陷落柱突水数值模拟分析.结果表明:随着突水流体流速不断增大,陷落柱Forchheimer流由黏滞阻力为主,到黏滞阻力和惯性阻力共同作用,最后到惯性阻力为主发生了质的变化,陷落柱突水是流体渗流从渐变到突变的动态过程.进一步表明采用Forchheimer方程描述陷落柱内高速非线性层流,能够较好地反映水流从含水层达西层流到巷道紊流的中间状态,可以定量揭示陷落柱突水三种流态转捩的渗流本质.
关键词：非线性渗流突水非达西因子Forchheimer方程骆驼山煤矿
分类号：P642(水文地质学与工程地质学)
论文发表日期：2017-01-01
页数：7( 315-321 )
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