考虑有效应力影响的煤矿地下水库储水系数计算模型
方杰1
宋洪庆2
徐建建2
杨连枝2
李正一2
1.煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室,北京 1000112.北京科技大学 土木与资源工程学院,北京 100083
摘要：综合考虑煤矿地下水库储水系数的潜在影响因素,对弹性模量、上覆岩层体应力、泊松比、上覆岩层密度等进行理论分析,结合弹性力学、渗流力学的相关原理与知识,以及矿井水流动涉及的流固耦合渗流机理,建立了考虑有效应力影响的煤矿地下水库储水系数数学模型,并确定了模型解析解.以宽沟煤矿地下水库为例,计算该地下水库的储水系数并进行影响因素分析.结果表明:采高对储水系数的影响最大,上覆岩层体应力次之,弹性模量最小;储水系数随上覆岩层体应力、垮落带高度的增大而减小,随弹性模量、泊松比、采高的增大而增大.弹性模量每增加1.1 GPa,储水系数增大0.4％ ～3.0％;上覆岩层体应力每增加20 MPa,储水系数减小19％ ～39％;泊松比每增加0.1,储水系数增大10％ ～14％;垮落带高度每增加2 m,储水系数减小8％ ～11％;采高每增加1 m,储水系数增大20％ ～60％.根据该模型计算所得储水系数的分布范围为10％ ～35％,这与矿区抽排水工程试验值范围一致,验证了模型的准确性.
关键词：煤矿地下水库储水系数有效应力采空区垮落带
分类号：TV623(水利枢纽、水工建筑物)TD74(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家重点实验室开放基金(SHJT-16-30.3)国家重点研发计划(2016YFC0501109)国家重点研发计划(2016YFC0501104)
论文发表日期：2019-12-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 3750-3759 )
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