承压水渗流条件下预防陷落柱突水力学模型及应用
李见波1
许延春2
1.华北科技学院 安全工程学院,河北 三河 065201;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京 100832.中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京 10083
摘要：针对陷落柱突水对矿井安全生产的威胁,运用理论分析、相似模拟和数值模拟综合手段研究分析陷落柱的水文地质特征,充分考虑承压水对陷落柱围岩影响作用,建立了预防陷落柱突水灾害物理模型.结果表明:按照水流的形态,可将陷落柱围岩分为无水力梯度的塑性充水区和存在水力梯度的周边渗透区,且将周边渗透区作为陷落柱的重要表征参数.同时,基于比奥理论、高等渗流力学和弹塑性力学等基础理论,分析了预防陷落柱突水灾害模型的力学机制;推导出柱体周边渗透区和弹性区的应力分布函数,得到了求解陷落柱周边渗透区距离公式.根据范各庄矿现场地质条件,计算得到该矿2 #陷落柱的保护煤柱留设尺寸和围岩应力分布曲线,运用数值软件对陷落柱周边流固耦合场进行分析,结果与理论分析一致.
关键词：渗流陷落柱突水力学模型
分类号：TD745(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家重点基础研究发展计划（973计划）(973;2013CB227903)国家自然科学基金(51504095)中央高校基本科研业务费专项(3142015082)中央高校基本科研业务费专项(3142014066)
论文发表日期：2016-01-01
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）
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