分析的煤层底板突水过程的数值模拟45
上亿文档资料，等你来发现
分析的煤层底板突水过程的数值模拟45
第６卷第３期２００６年６月；安全与环境学报；Ｖ０１．６Ｎｏ．３；Ｊｏ啪ａｌ；ｏｆＳａｆｅｔｙａｎｄＥＨｖｉｒｏｎｍｅｍ；Ｊｕｎ，２００６；文章编号：１００９―６０９４（２００６）０３―０；基于渗流一损伤耦合分析的煤层底板突水过程的数值模；冯启言１，杨天鸿２，于庆磊２，唐春安２，冷雪峰２；（１中国矿业大学环境与测绘学院，江苏徐州２２１０；摘要：根据杨村煤矿１７
第６卷第３期２００６年６月安全与环境学报Ｖ０１．６Ｎｏ．３Ｊｏ啪ａｌｏｆＳａｆｅｔｙａｎｄＥＨｖｉｒｏｎｍｅｍＪｕｎ，２００６文章编号：１００９―６０９４（２００６）０３―０００１―０４基于渗流一损伤耦合分析的煤层底板突水过程的数值模拟＊冯启言１，杨天鸿２，于庆磊２，唐春安２，冷雪峰２（１中国矿业大学环境与测绘学院，江苏徐州２２１００８；２东北大学资源与土木工程学院，沈阳１１０００６）摘要：根据杨村煤矿１７煤的水文地质条件，应用岩石破裂过程渗流与损伤耦合作用分析系统（Ｆ―ＲＦＰｌＡ２０），建立了薄煤层底板采动破坏的数值模型，模拟了采动条件下底板的破断失稳、裂隙扩展和突水过程，探讨了底板突水的机理，并对底板的易发生突水部位进行了预测。结果表明，当回采工作面推进到２６．８ｍ时，在隔水层的两个约束端产生拉剪破坏区。该破坏区和１２灰贯通形成突水通道。突水后通道处的位移、流量都发生突变增加，并形成连锁反应，使１２灰到１３灰及其之间的隔水层依次发生破坏，最大破坏深度达１３ｍ，但未勾通和１４灰、奥灰之间的水力联系，在底板没有断层的地段不会发生突水。两个工作面采前和采后压水试验结果表明，采动后底板破坏深度在９．９６．１２．３５ｍ，同数值模拟结果相吻合。关键词：采矿工程；底板突水；数值模拟；破裂失稳过程；渗流与损伤耦合作用中围分类号：ｘ９３６文献标识码：ＡＯ引罱采矿活动造成地下岩体应力的重新分布和岩体的破裂损伤。这种损伤极大地改变了围岩的渗透性，从而导致了顶板或底板突水并造成安全事故。据统计…，６０％矿井事故与地下水作用有关。华北型煤矿区石碳一二叠纪煤层的开采受到底板奥陶系强岩溶含水层的威胁怛Ｊ。随着煤炭开采深度的增加，水压不断增大，深部开采的水害问题日益严重，有些矿井因为底板水的威胁而不能开采。因此，研究采动条件下岩体渗透率的演化特征及突水机制问题对于底板突水预测、采煤方法的改进、安全度的评价具有重大理论意义。目前的几种突水判据和理论包括：突水系数法、突水临界指数法、“下三带”理论、原位张裂和零位破坏理论、板模型理论、关键层理论、突变模型、突水优势面理论等”。１ｏ‘。随着计算机技术的飞速发展，数值模拟方法在突水问题研究方面具有良好的应用前景。Ｚｂａｎ一１１Ｊ应用有限元方法研究采动引起的围岩渗透性演化规律。杨栋ｌｌ３Ｊ基于流固耦合原理，模拟分析采动过程中断层变形和渗透系数的关系。ｗａｎｇ等旧Ｊ应用ＦＩＡｃ３Ｄ程序很好解释了采空区底板岩层破断突水机理。郑少河【１６Ｊ建立了底板突水的渗流一损伤耦合模型，成功地应用于太原东山煤矿的突水灾害预测。这些成果为防治煤矿底板突水起到了积极的指导作用。近年来，随着先进的实验设备和方法的不断研制开发，许＊收稿日期：２００５．１１―２２作者简介：冯启言，教授，博士生导师，从事水文地质、环境地质灾害、地球化学方面研究。基金项目：国家自然科学基金项目（５０２０４００３）万　方数据多学者通过研究水压致裂问题【１２，１４１和岩石应力应变一渗透率全过程实验［１１’１５，２０，２１］能够测定出岩石变形、渐进破裂过程中渗透性演化规律及其对宏观力学行为的响应，认为脆性岩石的渗透性不是一个常量，而是应力和应力诱发损伤破裂的函数。ｓｏｕｌｅｙ［划认为损伤将诱发岩石渗透率增大。ｗａｎｇ【圩Ｊ认为岩石破裂引起的渗透性增高是矿井底板突水的控制因素。ｃｈａｄｅｚ通过水压致裂实验指出¨引，随着水压增加和微破裂的发展，渗透性变化引起应力分布的变化十分明显。Ｙａｌｅ［１４Ｊ认为水压致裂模型中没有考虑损伤和渗透率的相互影响，将导致一定程度的计算误差。“ＬｌｌＪ提出了水压力和载荷作用下岩石应变一渗透率多项式方程。底板突水破坏过程和岩石的水力压裂机制一样，是水压驱动下岩层裂纹萌生、扩展并跟踪传递直到最后贯通导致失稳破裂的复杂过程。在适合突水机制研究的数值模型中，关键问题是建立描述岩体破裂后渗透率的突变和水压的跟踪传递规律的方程。这样不但能区分隔水单元和导水单元不同的水压作用的机制，而且能正确解释岩体破裂后从隔水层变成导水通道层的演化过程。在上述成果基础上，东北大学开发了一个专门进行岩体损伤破坏渗透性演化规律模拟研究的软件系统――岩石破裂过程渗流一应力耦合分析系统Ｆ―ＲＦ－ＰＡ２Ｄ［＂，ｌ引。本文以杨村煤矿为例，结合现场试验，应用东北大学开发的渗流与损伤耦合作用分析系统模拟了底板突水过程，探讨承压水底板的突水机理。１岩石破裂过程渗流一应力耦合分析系统（Ｆ―ＲＦＰＡ２Ｄ）Ｆ―ＲＦＰＡ２０基于以下基本假设：１）岩石介质中的流体运移遵循Ｂｉｏｔ渗流理论；２）岩石介质为带有残余强度的弹脆性材料，其加载和卸载过程的力学行为符合弹性损伤理论；３）最大拉伸强度准则和Ｍｏｌｌｒｃｏｌｌｌｏｍｂ准则作为损伤阈值对单元进行损伤判断；４）在弹性状态下，材料的应力一渗透系数关系按负指数方程描述，材料损伤破坏后，渗透系数明显增大，见式（１）。Ａ（盯，ｐ）＝铷ｏｅ―ｐ（。ｄ７３一”’（１）式中％ｏ为渗透系数；ｐ为水压力；盯“为平均应力；卢为耦合系数；Ｓ为渗透系数突跳倍率；ａ为孔隙水压系数。大量的实验结果［１５，均，列也表明，渗透率不仅是应力的函数，还随着应力诱发损伤破裂，发生显著变化。单元压剪损伤的本构关系见图１。Ｆ―Ｒｍｔ２０模型将连续介质离散为四边形单元联结而成的网络系统。假定这些单元参数符合Ｗｅｉｂｕｌｌ统计分布，应用有限元技术进行应力场和渗流场计算，通过强度准则对单元进行损伤判断，按照弹性损伤本构关系和渗流一应力耦合方程对单元进行弹性模量、强度力学性质的弱化和渗透性、水压力的提高处理。随着单元参数的调整，要反复进行损伤一渗流迭代计算，导致压力调整和再分配，直到一个新的应力平衡为止。在这一迭代过程中将引发单元依次破坏，从而能够模拟出水压致裂的全过程。虽然单元的力学行为比较简单，但宏观复杂的破坏现象可能通过它们的相互作用反映出来。本模型相对于分布裂缝模型，避免了复杂而任意的本构描述；相Ｖ０１．６Ｎｏ．３安全与环境学报第６卷第３期对于分离裂缝模型，避免了复杂的应力强度因子计算和网格重新划分工作。与文献［１６］相比，本模型考虑了材料的非均匀性，并具有分析裂纹萌生、扩展、贯通过程的特点。数值模拟模型（见图２）划分成１５０×３７５共５６２５０个单元。受模型计算容量所限，在模型的顶部加１０ｍ的上覆岩层。上覆岩层容重为松散风化岩层的２０倍，相当于在正常容重下２００ｍ厚的上覆岩层。较高的承压水头压力通ｄ边界传递到煤层的下覆含水层中，岩体只承受自重应力和水压力。边界条件为：两端水平约束，可垂直移动；底端固定，设定质端和顶端为隔水边界；设定３５０ｍ高的定水头边界来模拟欠陶系灰岩水的高承压水值（３．５ＭＰａ）。通过分步开挖来模拟底板的突水过程：模型计算沿走向白左侧６７ｍ开始开挖，每步６．７ｍ，共分６步。２５２采动底板破坏深度的现场测试杨村煤矿位于山东兖州，其开采石炭系１６上、１７煤，煤层埋藏的平均深度为３００ｍ，厚度为１．２―１．６ｍ。煤层底板有１２灰、１３灰、１４灰和奥陶系４个灰岩含水层，其中，１２灰、１３灰、１４灰为薄层灰岩，富水性弱一中等；奥陶系位于煤层以下３０～６０ｍ，富水性强，水压高达３～５ＭＰａ，对煤层的开采构成了严重威胁。为了确定工作面的推进过程中底板的破裂深度，分别在采前和采后对２个工作面进行了现场压水试验，结果见６０５０４０２０表１。３７１０工作面压水试验显示：１号压水孔采前水量很小，其单位时间流量为０．１６７Ｉ／（Ｉｌｌｉｎ?ｍ），表明有原始裂隙；采后单位时间流量明显增大，为１．５８Ｌ／（ｍｉｎ－ｍ），比采前增大了８．５倍，表明该孔位于采动破坏范围内。２号孔在采前单位时间流量很小，采后为０．０１６Ｌ／（ｍｉｎ?ｍ），比采前增大１倍多，表明在此深度底板也受到采动影响。２６０２工作面压水试验结果表明，１号孔采动影响明显，２号孑Ｌ采动影响轻微，采动底板破坏深度在９．９６～１２．３５ｍ。重１５杂１０毯５ｅ槲３０量：ｏ鏊１０００ＯＯ．（）０５Ｏ．０１Ｏ．０１５Ｏ．０２０．０２５Ｏ．０３应变图ｌ应力应变渗透率全过程实验结果［”］和数值模型使用的曲线Ｆｉｇ．１３数值模型建立根据杨村煤矿的地质条件，简化的模型长度为２５０ｍ，高为１００ｍ，整个模型由１３层煤岩层组成。根据钻孑Ｌ岩石力学指标测试报告选取各材料组由上向下的计算参数，见表２。从１７煤到奥陶系灰岩共有８层岩层，其中１２灰岩、１３灰岩和１４灰岩为含水岩层，各层灰岩之间都有不同厚度的不透水泥岩阻隔。这３层灰岩的含水量不大，主要对１７煤层开采造成威胁的是下覆奥陶系灰岩水。１７煤层赋存稳定，为水平煤层，平均厚度１．５ｍ。ＴａｂＩｅＥｘｐｅｒｉｍ皿ｔａｌｒ嘟ｌｌｔｓｓｉ珈巾珊ｉｅｄｏｆｓｔｒｅ龉?ｓ僦ｎ?ｐｅ瑚蜘ｂｍｔｙｕｓｅｄｉｎａｎｄｍｅｔｌＩ∞ｒｅｕｃ啦ｃｕｒＶｅｎｕｍｅｒｉ删ｓｉｍ．１ｌａｔｉ吼表ｌ工作面压水试验结果ｌＲ嚣ｕｌｔｓｏｆ啪ｔｅｒｐｒ咖ｍｔｅｓｔｓｉｎｔｌＩｅＩｎｉＩＩｉｎｇｆａｃ髑压水孔位置３７１０工作面（１７煤）２６０２工作面（１６上煤）表２计算模型岩层力学性质参数Ｔａｂｌｅ２Ｍ髓ｋｍｉ幅ｐａｒ姗ｅｔｅ体ｏｆｒ∞ｋｍａ鹤２万方数据　２００６年６月冯启言，等：基于渗流一损伤耦合分析的煤层底板突水过程的数值模拟覆岩载荷５ＭＰａ｛ｌＩｌＪｌｌ皇ｆ开切眼，步距６．７ｍ，开挖５步ｆ时叼叟鬟．煤层石／乜幽，，…?，，一一一１３灰?，?一?，，?…??，－??，…，，一一１２灰器眯蹬长“ｍ“；＝；ｍ；＝；：；＝ｍ＊“一ｍｍ＝ｊ；ｍｍ＝；＝；：；：１４灰；＝；＝；＝＊““ｍ＊ｍｍ“＝；＝＝：＝ｍ一“ｍ一“ｍ＊ｍ＊ｍ一“冰＊．牟各牟．：．奥陶系灰岩莲警曹砷营．：．．茜．：．．茜茜茜图２数值模拟力学模型示意图Ｆｉｇ．２Ｍ酏蛔皿ｉｃｍｍｏｄｅｌ０ｆｔｈｅｄｏｕＭｅＩ帆ｇｗ枷ｌＩＩｉｎｉｎｇａｂｏｖｅｔｈｅ∞曲ｍｄａｑ心ｒ４数值模拟结果分析计算结果见图３～５，分别为底板岩层位移变化图、底板岩层垂直流量变化图和不同开挖条件下底板隔水层应力分布曲线。图中ｓｔｅｐ４―５的“４”表示开挖步数第４步，“５”表示开挖中引起岩层渐进破坏的步数。整个底板突水的发生、发展过程分析如下。１）采场工作面推进到６．７ｍ（ｓｔｅｐ１），引起采空区围岩应力重新分布，在开切眼和前方支撑煤壁处出现应力集中，最大压应力６．９ＭＰａ（图５）。从损伤分布图可以看出，围岩没有破坏。２）当工作面推进到１３．４ｍ（ｓｔｅｐ２），在开切眼和前方支撑煤壁处应力集中程度进一步增加，最大压应力为７．５ＭＰａ（图５）。从损伤分布图可以看出，在采空区两端煤壁下脚出现了零星压剪破坏，破坏深度只有２ｍ，底板岩层保持稳定。在采空区中部，底板岩层最大鼓胀位移１０ｍｍ（图３）。３）当回采工作面推进到２０．１ｍ时（ｓｔｅｐ３），采空区两端煤壁下方的底板岩层破坏区增加，破坏深度达到３ｍ，并且在隔水底板接近１２灰含水层的位置出现了拉破坏，但没有形成进入采空区的突水通道。这时底板鼓胀弯曲变形增大，约为１６ｍｍ（见图３）。４）当回采工作面推进到２６．８ｍ时（ｓｔｅｐ４），在前方支撑煤壁处的最大压应力１２ＭＰａ；在水压力和矿压综合作用下，１２ｍ３／（ｄ?ｍ）（图４），鼓胀位移为７００ｍｍ（图３）。５）当回采工作面推进到３３．５ｍ时（ｓｔｅｐ５），水压逐渐下数值模拟结果表明，采动引起的底板岩层破坏是沿着空ｍ，导通了１２灰和１３万　方数据距模型边界的水平长度／ｍ图３底板岩层垂直位移变化（位移向下为正）ｎｇ．３ｖｅｎｉｃａｌｍｓｐｌ舵咖ｅｎｔｉｎｎ∞ｒｓ咖ｔＩｌＩｎ（Ｔｈｅｄｏ咖ｗａｒｄｍｓｐｌａ∞ｍ皿ｔｉｓｐｏｓｍｖｅ）距模型边界的水平长度，ｍ图４底板岩层垂直流量变化（流量向下为正）Ｆｉｇ．４Ｖｅｒ吐ｃａｌｎｕｉｄｎｏｗｉｎｎｏＯｒｓｔｒａｔＩ肺（Ｔｈｅｄｏ咖ｗａｒｄｎｌｌｉｄｎｏｗｉｓｐｏｓｎｉｖｅ）距模型边界的水平长度／ｍ图５底板最大应力分布Ｆｉｇ．５Ｍａｘｉｍ岫ｐｒｉｎｃｉｐｍｓｔｒｅ辎ｍｓｔｒｉｂｕＵｏｎｉｎｎ∞ｒｓｔｍｔｕｍ（Ｃ．瑚ｐｎｓｓｉＶｅｓ讯燃ｉｓｐ嬲ｍｖｅ）结论应用岩石破裂过程渗流与损伤耦合作用分析系统（Ｆ―３灰上部的隔水层向上弯曲鼓胀加剧，在采空区中间形成拉破坏区，在煤壁的两个约束端产生拉剪破坏区。该破坏区和１２灰贯通，在前端煤壁处形成通道，发生涌水。图３和４的底板位移和流量变化曲线清楚指示突水的部位。突水处的垂直流量高达６５０降，突水通道没有继续发展。区两个约束端（开切眼和前端煤壁）从上至下发展，１２灰上的隔水层破坏后首先产生少量突水。随着该处薄弱位置的出现，底板破坏深度急剧增加，并造成１２灰到１３灰及其之间的隔水层依次发生破坏，破坏深度达１３灰之间的水力联系。最终这两个含水层中的水通过１２灰上的隔水层进入采空区，突水量随底板破坏深度增加而相应增大。由于１２灰、１３灰水量较小，当它们没有和水压、水量较大的奥灰巨厚含水层贯通时，对矿井不会产生灾难性的突水事故；反之，当它们和奥灰巨厚含水层存在连通性的陷落柱或导水断层时，奥灰巨厚含水层中的水将依次沿着１４灰、１３灰、１２灰和１２灰以上的裂隙通道进入采空区，会产生灾难性的突水事故。由此可见，开采期间，加强对１２灰、１３灰和１４灰水量、水压观测，对于底板突水防治和预测预报具有重要意义。５ＲＦＰＡ２０），对兖矿集团杨村煤矿底板突水的损伤一渗流机制进行了数值模拟研究，直观地得到了采动条件下岩层裂隙发展、贯通以及整个底板发生突水的过程，对底板的易发生突水部Ｖ０１．６Ｎｏ．３安全与环境学报第６卷第３期位进行了预测。模拟得到以下几点结论。１）当回采工作面推进到２６．８ｍ时，在隔水层的两个约束端产生拉剪破坏区。该破坏区和１２灰贯通后形成通道并发生突水。２）突水后在通道处的位移、流量和水力梯度都发生突变增加，垂直流量达到６５０ｍ３／（ｄ?ｍ），向上鼓起位移为７００ｍｍ。３）随着拉剪破坏区的形成，底板破坏深度急剧增大，造成１２灰到１３灰及其之间的隔水层依次发生破坏，破坏深度达１３ｍ，但没有和下伏１４灰、奥灰强含水层贯通；因此，在没有断层的条件下不会产生灾难性突水事故。数值模拟得到的工作面底板最大破坏深度与现场测试结果（１２．３５ｍ）基本吻合，因此，岩石破裂过程渗流与损伤耦合作用分析系统（Ｆ―ＲＦ―ＰＡ２０）可应用于煤层底板采动破坏分析及底板突水预测预报。Ｒｅ托ｍｎｃｅｓ（参考文献）［１］ｗｕＹ８“ｑｉ“ｇ（仵彦卿），ｚＨＡＮＧｚｈｕｏｙｕａｎ（张倬元）．＆ｎｅｍｚｉｎｆｒｏｄｗ￡ｉｏｎ＃Ｄｒｏ幽＾州ｍｕｚ洒（岩体水力学导论）［Ｍ］．ｃｈｅｎ州ｕ：Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ矗ａｏｔｏ“ｇＵｎｉｖｅｒ８ｉｔｙＰｒｅ硝，１９９５．［２］ｗＥＩＪｉｕｃｈｕａｌｌ（魏久传）．ｕＢａｉｙｉｎｇ（李白英）．ｓａｆｅｔｙｅｖａＪｕａｔｉｏｎｏｆｔｌｌｅｃｏａｌ嘣ｎｉｎｇａｂｏｖｅｃｏｌｌｆｉｎｅｄａｑＬｌｉｆｅｒｓ［Ｊ］．ｃｏｏｚ＆ｏｚｏ甜＆Ｅ妇如ｒ口＃ｉｏｎ（煤田地质与勘探），２０００，２８（４）：５７．５９．［３］ｚＨＡＮＧＪｉｎｃａｉ（张金才），ｚＨＡＮｃＹｕｚＩｌｕ０（张玉卓），ｕｕＴｉａＩｌｑＩｌａｎ（刘天泉）．ｓｅｅｐ孵流ｒ０幽疗ｓｓⅡ础Ⅱｎｄｔｃ＇Ⅱ￡ｅ，．ｉｎｒ啪＾，而ｍ￡ｋ肋ｏｒｏ厂ｔｈｅ∞ａｆｓｅ∞‘（岩体渗流与煤层底板突水）［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｇｅｏｌｏ科ｎ嘭８ｓ，１９９’７．［４］ＷＡＮＧＺｕｄｐ（王作宇）．ｃｏｏｚｍｉｎｉ增。６０ｗ∞妒Ｍｄｏ口“治ｍ（承压水上采煤）［Ｍ］．Ｂｅ日ｉｎｇ：ｃｈ妇ｃｏａＪＩｎｄｕｓ时ＰＩＩｂｌｉ８ｈ她Ｈｏｕｓｅ，１９９３．［５］ＰＥＮＧＳｕｐｉｎｇ（彭苏萍），ｗＡＮＧＪｉｎ’Ｍ（王金安）．ｓｑ序∞口ｚｍｉｎｉ昭口６０ｗｃＤ咖Ｍｄｏ口“咖Ｍ（承压水体上安全采煤）［Ｍ］．Ｂｅ日ｉ“ｇ：ｃｈｉ＿ｎａＣ０ａＩＩｎｄｕｓｔ珂ＰｌｌｂⅡ出ｎｇＨｏｕ眈，２００１．［６］ｗＡＮＧｕａｎｇｕｏ（王连国），ｓＯＮｃＹａｎｇ（宋扬）．ｃａｔ鹊ｔ’叩ｈｉｃｍｏｄｅｌｏｆｗａｔｅｒ＿ｉｎｎｌｓｈｆｍｍｃｏａｌｎ００ｒ【Ｊ』．如Ⅱｒ眦Ｚｏ，幽一肿ｅ＾ｎｇ＆ｏｆ０甜（工程地质学报），２００２，８（２）：１６０一１６３．［７］ｃＡ０Ｙａｒｌｆａ（高延法）．７ｋｃ＾ｏｒｏｃｔｅｒｉｓｔｉ∞Ｄ厂＂Ⅱｔｅｒ－ｉｎｒ泌＾，ｂｍｃｏｏｚ肛ｏＤｒ∞ｄＰ７Ｅ厅ｒＭｄｐｚⅡｎｅｏ厂＂Ⅱｔｅｒ－ｉｎｒ∞＾（底板突水规律与突水优势面）［Ｍ］．ｘｕｚｈｏｕ：ｃｈｉ眦ｕｎｉｖｅｒｓ畸ｏｆＭｉｎｉｎｇ＆‰ｈｎ０１０９ｙＰｒｅｓｓ，１９９９．［８］ＢＡＩｃｈｅ“ｇＩｌ¨ｇ（白晨光），ｕＬｉａＩｌ商ｉｅ（黎良杰），Ｙｕｘｕｅｆｕ（于学馥）．ｃｕ８ｐｃａｔ聃ｔｒｏｐｈｉｃｍｏｄｅｌ０ｆｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ０ｆａｌｌｕｎｓｔａｂｌｅｋｅｙｓ讹ｔｕｍｉｎｔｈｅｎ００ｒｏｆｃｏｌｌｆｉｎｅｄ８ｑＩｌｉｆｅｒｓ［Ｊ］．如Ⅱｒ眦ｚｏ，ｃ＾ｆｎ口ｃＤ口ｚｓｏｃ胁ｙ（煤炭学报），１９９７，２２（２）：１４９．１５４．［９］ＷＡＮＧＪＡ，ＰＡＲＫＨＤ．ＣｏａｌＩＩｌｉｎｉｎｇａｂｏｖｅａｃｏＩｌｆｉｎｅｄａｑｌｌ如ｒｌＪｊ．ｈ￡，尺ｏｃ后肘ｅ如肘流ｓｃｉ，２００３，４０（４）：５３７―５５１．［１０］ｕＢａｉｙｉ“ｇ（李白英）．ｎｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄ８ｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ０ｆｔｈｅ“Ｄ０ｗＩＩ１ｈｒｅｅＺｏｎｅ”ｔｈｅｏｒｖｆｏｒｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗａｔｅｒｉｎｎＩｓｈｆｒｏｍｃｏａｌｓｅａｍｎ００ｒ［ＪＪ．如ｕｒ眦ｆｏ，触口ｎ如ｎｇ‰ｉ抛ｒｓｉｔｙｏ，＆诂ｎｃｅ８以孔ｃ＾∞ｚｏｇｙ：№￡ｕｒｏｚ５ｃ如ｎｃｅ％Ｍｉｏｎ（山东科技大学学报：自然科学版），１９９９，８（４）：１ｌ一１８．［１１］Ｚ｝ＩＡＮＣＪＣ．Ｓｔｒｅ鹧＿ｄｅ州耐ｅｎｔｐｅ瑚ｅａｂｉｌｉｔｙｖａｒｉａｄｏｎａＩｌｄ血ｎｅｓｌｌｂ《一ｄｅＩ坨ｅＩＣｌ／／ＧＩＲＡＲＤ，ⅡＥＢＭＡＮ，ＢＲＥＥＤＳ．Ｐｏｃｉ厅ｃｒｏｃ矗．Ｒｏｔｔｅｒ．ｄⅢ：Ｂａｌｋｅｍｎｅｓｓ，２０００：８１２―８１６．［１２］ＣＨＡＲＩ正ｚＰＡ．Ｒｏｃ矗ｍｅｃ＾口ｎｉ∞（，，：ｐｅ￡ｒｏＺｅ“ｍ唧甲Ｚｉｃ口￡ｉｏｎｓ）ｌＭＪ．Ｐａｒｉｓ：ＴｅｃｈＩｌｉｃａｌＰｕｂｌｉｓｈｅｒ，１９９１．［１３］ＹＡＮＧＤｏｎｇ（杨栋），ｚＨＡＯＹａｎｇｓｌｌｅｎｇ（赵阳升）．ＮｕＩｎｅｒｉｃａｌｓｉＨｍｌａ．ｔｉｏｎ０ｆ８０Ｕｄ．ｎｕｉｄｃｏｕｐｌｅｄａｃⅡｏｎｏｎｔｈｅｎｏｏｒｏｆｍｌｃｔｕｒｅｄｃｏａｌ１１１ｉＩｌｉｎｇｆｉｅｌｄ［Ｊ］．如Ⅱｍ口ｚＤ，吼讥口ｃｏ口ｚ踟ｃｉｅｔｙ（煤炭学报），１９９８，２３（１）：３７．４１．ＹＡＬＥＤＰ，ＬＹＯＮＳＳＬ，Ｑ１ＮＧ．Ｃ０ｕ讪ｅｄ窖ｅｏｍｅｃｈａｌｌｉｃｓ―ｎｕｉｄｎｏｗｍｏｄｅｌｉｎｇｉｎｐｅ咖ｌｅｕｍｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ：ｃｏｕｐｌｅｄｖｅｒｓｕ￥ｕｎｃｏｕｐｌｅｄｒｅｓｐｏｎｓｅＣｊ／／ＧＩＲＡＲＤ，Ｕ［ＥＢＭＡＮ，ＢＲＥＥＤＳ．Ｐ口ｃｆ疖ｃｒｏｃ后．Ｒｏｔｔｅｒｄ舢：ＢａｌｋｅｍａＰｒｅｓ８，２０（）ｏ：１３７―１４４．ＷＡＮＧＪＡ，ＰＡＲＫＨＤ．ｎｕｉｄｐｅ咖朗ｂｉｌｉｔｙｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙｒｏｃｋｓｉｎａｃｏｍｐｌｅｔｅｓｔｒｅｓｓ―ｓｔｒａｊ“ｐｍｃｅｓｓｌＪｊ．Ｅｎｇｉ几船一增ｃｅｏＺｏ盯，２００２，６３：２９ｌ一３００．ｚ｝Ⅱ：ＮＧｓｈａｏｈｅ（郑少河），ｚＨｕｗｅｉ８ｈｅｎ（朱维申），ｗＡＮＧｓｈｕｆａ４万　方数据（王书法）．ｓｔｕｄｙ０ｎｔｈｅｓｏｌｉｄ―ｎｕｉｄｃｏｕｐｌｉｎｇｉｎｔｈｅｃ０８ｌｍｉｎｉｎｇａｂｏｖｅｃｏｌｌｆｉｎｅｄａｑｌｌｉｆ每ｒｓ【Ｊｊ．Ｃ＾ｉ聊ｓｅ如ｕｒｎ耐ｏ，尺ｏｃ矗肘卵＾口Ⅱｉ∞口ｎｄＥ增加ｅｅ“昭（岩石力学与工程学报），２０００（７）：４２．４２４．［１７］ＴＡＮＧＣＡ，ＹＡＮＧＴＨ，ＴＨＡＭＬＣ，ｅｔａ】．Ｃｏｕｐｌｅｄｎａｌｙｓｉｓｏｆｎｏｗ，ｓｔｒｅｓｓａｎｄｄａｍｇｅ（ＦｓＤ）ｉｎｒｏｃｋ黼１ｕｒｅ［Ｊ］．加ＪＲｏ靠胁ｃ＾胁ｎｓｃｉ，２００２，３９：４７７―４８９．［１８］ＹＡＮＧＴｉａｎｈｏｎｇ（杨天鸿），ＴＡＮＧｃｈｕｎ’ａｎ（唐春安），ｚＨＵｗａＩｌｃｈｅＩｌｇ（朱万成），ｅｔａ１．Ａｎａｌｙｓｉｓｏｎｔｈｅｃｏｕｐｌｉ“ｇｏｆ∞ｅｐｆ尹∞ｄ８ｔｒｅｓｓｉｎｐｍｇｒｅ８ｓｉｖｅｆａｉｌｕｒｅ０ｆｔｈｅｍｃｋ［Ｊｊ．ｃ矗ｆｎ船ｅ如７，ｎ耐Ｄ，＆ｏ泐＾ｎｉｃ以Ｅ昭ｉｎｅｅｒｉ增（岩土工程学报），２００ｌ，２３（４）：４８９―４９３．［１９］ｕＳ，ｗｕＤ．Ｅ妊ｂｃｔｏｆｃｏｎ６ｎｉ“ｇｐｒｅ鹪１Ｊｒｅ，ｐｏｒｅｐｒｅｓｓｕｒｅａｌｌｄｓｐｅｃｉｍｅｎｄｉⅡｌｅｎｓｉｏｎ彻ｐｅ珊ｅａｂｉｌｉｔｙｏｆＹｉｎ出ｕａＩｌｇｓａｎｄｓｔｏｎｅ［Ｊ］．ｈｔ＿，月Ｄｃ后肘ｅｃ＾肼流Ｓｃｉ，１９９７，３４（４）：４３５―４４１．［２０］ＳＯＵＬＥＹＭ，ＨＯＭＡＮＤＦ，ＰＥＰＡＳ，ｅｔａ１．Ｄａｍａ窖ｅ―ｉＴｌ小ｌｃｅｄｐｅｒＩｎｅ―ａｂｉｌｉｔｙｃｈａＩｌｇｅｓｉ“ｇｒａｎｉｔｅ：ａｃａｓｅｅｘ踟ｐｌｅａｔ山ｅｕＲＬｉｎＣ锄ａｄａ［Ｊ］．如＃．，Ｒｏ如ＪＩｆｅｃ＾胁ｎＳｃｉ，２００ｌ，３８：２９７．３１０．［２１］ＺＯＢＡＣＫＭＤ．ＢＹＥＲＵ弧ＪＤ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔ０ｆＩＩｌｉｃｒｏｃｒａｃｋｄｉｌａｔ蚰ｃｖｏｎ出。ｐｅｍｅａｂｉｌｉｔｙ０ｆｗｅｓｔｅｄｙ鲫ｉｔｅ［Ｊ］．ＪＧｅｏｐ蛳Ｒ船，１９７５，８０：７５２．７５５．Ｎｕｎ地ｒｉｃａｌｓｉｍＩｌｌａｔｉｏｎｏｎｗａｔｅｒ．ｉｎｒｕｓｈｓｅ锄ｎｏｏｒｆｒｏｍｔｈｅｂ嬲ｅｄｏｎｔｈｅｃｏｕｐｌｅｄ粕ａｌｙｓｉｓｏｆ∞ｅｐａｇｅａｎｄｄ锄ａｇｅＦＥＮＧＱｉ―ｙａＩｌｌ，ＹＡＮＧＴｉａｎ．ｈｏｎ孑，ＹｕＱｉ“ｇ―ｌｅｉ２，ＴＡＮＧｃｈｕｎ一叭２，ＬＥＮＧｘｕｅ―ｆｅｎ９２（１ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＳｐ撕ａＪＩｎｆｏＨｎａｔｉｃｓ，ｃｈｉｎａＵＩｌｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇ肌ｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｄｌｏｕ２２１００８，ＪｉａＩｌｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ；２ＦｈｃｌｌｌｔｙｏｆＣｉｖｉｌＥｎ舀ｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｍＵｒＩｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０００６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｒｅｓｅｍｐａｐｅｒａｉｍｓｔｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｔｌｌｅａｕｔｈｏｒｓ’ｓｉｍｕｌａ．ｔｉｏｎｏｆｍｅｉＩｌｓｔａｂｌｅｆａｉｌｕｒｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｅ锄ｆｌｏｏｒａｂｏｖｅｃｏｎ６ｎｅｄａｑｕｉｆ矗ｕｎｄｅｒｍｉｌｌｉｎｇ．ＯｕｒｓｉｍｕＩａｔｉｏｎｗａｓｄｏｎｅｎｕｍｅｒｉｃａＩｌｖｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｆｌｅ．ｏｆｔＩｌｅｎｏｗａｒＩｄｄ砌ａｇｅｃｏｕｐｌｉｎｇｂｙｕｓｉｎｇＦ＿ＲＦＰＡ２Ｄ（ｃｏｕｐｌｉｎｇＳｙｓｔｅｍｏｆｎｏｗ＆ＳｏｌｉｄｉｎＲｏｃｋＦａｉｌｕｒｅＰｒｏｃｅｓｓＡｎａｌｖｓｉｓ）．ＴｈｅｐａｐｅｒａｌｓｏｍａｄｅａｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｗｉｔＩｌＦ―ＲＦＰＡ２“ｔｌｌｅｗａｔｅｒｏｕｔｂｕｒｓｔｍｅｃｈａｌｌｉｓｍｍｅｓｅａｍｆｌｏｏｒａｎｄｐｒｅｄｉｃｔｅｄｍｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆ山ｅｗａｔｅｒｏｕｔｂＩ璐ｔ．ＩｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈｔｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃａＪｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆＹａＩｌｇｃｕＩｌｃｏａｌｍｉｎｅ，ａｍｅｃｈａｎｉｃａｌｍｏｄｅｌｆｂｒｔ｝ｌｅｍｉｎｉｎｇｐｍｃｅｓｓｓｉｍｌｌｌａｔｉｏｎｏｆｓｅ踟Ｎｏ．１７ａｖｅｒａｇｅｈｅｉ曲ｔｏｆ１．２ｍｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｌｌｌｔｓｓｈｏｗ山ａｔ，ｗｈｅｎｔｈｅｃｏａｌｏｆ２６．８ｍｌｏｎｇｗａｓｍｉｎｅｄ，ｔｈｅｆａｉｌｕＩ℃ｚｏｎｅｂｖｔＩｌｅｓｈｅａｒａｎｄｔｅｎｓｉｏｎｗａｓｄｅｖｅｌｏＤｅｄｄｕｅｔｏｔ｝ｌｅｗａｔｅｒｒｅ．ａｓｗｅＵａｓｏｔｌｌｅｒｆａｃｔｏｒｓｃｏｎｃｅｍｅｄｉｎｔＩｌｅｎｅａｒｂｖｔｈｅ｛ａｉｌｌⅡｅｚｏｎｅｗｏｕｌｄ＃甲ａｄｌｌａｌｌｙｐｅｒｆｏｒａｔｅｉｍｏｔｈｅｕｎｄｅｒ―ｃｏＩｌｆｉｎｅｄａｑｕｉｆｅｒ，ｗｈｉｃｈｉｎｔ啪ｍａｙｌｅａｄｔｏ出ｅｗａｔｅｒｏｕｔｂｕ玛ｔ．ｓｕｃｈａｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ｔＩｌｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｍａｎｄｎｏｗｖｏｌｕｍｅｗｏｕｌｄｉｎｃＩ℃ａｓｅａｎｅｒｍｅｗａｔｅｒｏｕｔｂｕｒｓｔ．ｓｔａｔｉｓｔｉｃａⅡｖｔＩｌｅｖｅｒｔｉｃａｌｆｌｏｗｐｒｏｖｅｄｂｅ６５０ｒ一／（ｄ?ｍ）ｗｉｔｈｔ｝ｌｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｂｅｉｎｇ７００ｍｍ．Ｔｈｅｍａｘ．ｄｅＤｔｈｏｆｔｌｌｅ｛．ａｉｌｕｒ℃ｚｏｎｅｒｅａｃｈｅｄ１３ｍｂｅｌｏｗｔ｝ｌｅｓｅａｍ．ＡｎｄｉｎｔｈｅｆｈｉｌｕＩ．ｅｗｏｌＪｌｄａｌｓｏｃａｕｓｅｗａｔｅｒ．ｉ栅ｓｈｆｊｏｍｔＩｌｅｋａｒｓｔａｏｕｉｆｂｒａｎｄＮｏ．１３ｂｕｔｍｉｇｈｔｎｏｔｂｅｌｉｎｋｅｄｔｏｋａｒｓｔａｑｕ讧ｅｒＮｏ．１４ａｎｄｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎｓｕｃｈａｃａｓｅ，山ｅａｑｕｉｆｅｒＮｏ．１４ａＩｌｄＯｒｄｏｖｉ―ｓｖｓｔｅｍｗｏｕｌｄｕｓｕａＵｙｔ哪ｔｏｂｅｔ｝ｌｅｍａ｛ｏｒｔ１１ｒｅａｔｔｏｓｅ舢Ｎｏ．１７．ａｍ８ｔｔｅｒｏｆｆａｃｔ，ｔＩｌｅｗａｔｅｒ．ｐｒｅｓｓｕｒｅｔｅｓｔｗｉｔｈＹａｎｇｃｕｎＣｏａｌｒｎｉｎｅａｎｄａｆｔｅｒｔ｜ｌｅｃｏａｌｅｘｃａｖ砒ｉｏｎｗａ８ｄｅｓｉｇｎｅｄｗｉｔＩｌｉｔｓｔｗｏｗｏｒｋｉｎｇｒｅｓｕＩｔｓｉｎ出ｃａｔｅｔｈａｔｍｅｍａｘｉｍｕｍｆｈｃｔｕｒｅｄｄｅｐｔｈｈａｓ１２．３５ｍｕｎｄｅｒｔ｝ｌｅｓｅａｍｎｏｏｒ．Ｔｈｅ西ｖｅｎｒｅｓｕｌｔｉｓａｃｔｕ８ｌｌｖｗｉｔｈｔｈ砒ｏｆｔｈｅｎ啪ｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ。Ｆ－ＲＦ．ｂｅｕｓｅｄｉｎｐｒｅｄｉｃａｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒ―ｉｎｍｓｈｉｎｃｏａｈｎｉｎｉｎｇ．ｗｏｒｄｓ：ｍｉｎｉｎｇｅｎｇｉｎｅｅ―ｎｇ；ｗａｔｅｒ－ｉＩｌｎｌｓｈｆ而ｍｓｅａｍｎｏｏｒ；ｎｕ―ｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｉｎｓｔａｂｋｆａｉｌｕｒｅｐｒｏｃｅｓｓ；ｃｏｕｐｌｉｎｇｏｆｎｏｗａｎｄｎ啪ｂｅｒ：Ｘ９３６ｄａｍａｇｅＤｏｃｕＩＩ增ｎｔｃｏｄｅ：Ａｏｒｙ白ｏｍｗｉｔＩｌｃａｕｓｅｄ酬ｉｎｇ｛ｂ瑚ａｔｉｏｎｌｙｉｎｇＩｎｚｏｎｅｓ．ＴｈｅｎｓｕｄｄｅＩｌｌｙｔｏｉｍｕＩｎｔｌＩｍＮｏ．１２０ｒｄｏｖｉｃｉａｎｃｉａｌｌＡｓｂｅｆｏｒｅｆａｃｅｓ，ｗｈｏｓｅｒｅａｃｈｅｄｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔＰＡ２”ｃａｎ［１４］Ｋｅｙ［１５］［１６］Ａ哦ｌｅⅢ：１００９－６０９４（２００６）０３一０００１．０４ＣＬＣ基于渗流-损伤耦合分析的煤层底板突水过程的数值模拟作者：作者单位：冯启言， 杨天鸿， 于庆磊， 唐春安， 冷雪峰， FENG Qi-yan， YANG Tian-hong， YUQing-lei， TANG Chun-an， LENG Xue-feng冯启言,FENG Qi-yan(中国矿业大学环境与测绘学院,江苏,徐州,221008)， 杨天鸿,于庆磊,唐春安,冷雪峰,YANG Tian-hong,YU Qing-lei,TANG Chun-an,LENG Xue-feng(东北大学资源与土木工程学院,沈阳,110006)安全与环境学报JOURNAL OF SAFETY AND ENVIRONMENT)7次刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数： 参考文献(21条) 1.WANG J A;PARK H D Coal mining above a confined aquifer[外文期刊] 2003(04)2.白晨光;黎良杰;于学馥 Cusp catastrophic model of instability of an unstable key stratum in thefloor of confined aquifers .高延法 底板突水规律与突水优势面 19994.王连国;宋扬 Catastrophic model of water-inrush from coal floor[期刊论文]-工程地质学报 .ZOBACK M D;BYERLEE J D The effect of microcrack dilatancy on the permeability of westerly granite19756.SOULEY M;HOMAND F;PEPA S Damage-induced permeability changes in granite:a case example at the URLin Canada[外文期刊] 2001(2)7.LI S;WU D Effect of confining pressure,pore pressure and specimen dimension on permeability ofYinzhuang sandstone 1997(04)8.杨天鸿;唐春安;朱万成 Analysis on the coupling of seepage and stress in progressive failure of therock[期刊论文]-岩土工程学报 2001(04)9.TANGCA;YANGTH;THAMLG Coupled nalysis of flow,stress and damage (FSD) in rock failure 200210.郑少河;朱维申;王书法 Study on the solid-fluid coupling in the coal mining above confined aquifers 2000(07)11.WANG J A;PARK H D Fluid permeability of sedimentary rocks in a complete stress-strain process[外文期刊] 200212.YALE D P;LYONS S L;QIN G Coupled geomechanics-fluid flow modeling in petroleum reservoirs:coupledversus uncoupled response 200013.杨栋;赵阳升 Numerical simulation of solid-fluid coupled action on the floor of fractured coalmining field 1998(01)14.CHARLEZ P A Rock mechanics (Ⅱ:petroleum applications) 199115.ZHANG J C Stress-dependent permeability variation and mine subsidence 200016.李白英 The development and application of the &Down Three Zone& theory for the prediction of thewater inrush from coal seam floor .彭苏萍;王金安 承压水体上安全采煤 200118.王作宇 承压水上采煤 199319.张金才;张玉卓;刘天泉 岩体渗流与煤层底板突水 1997包含各类专业文献、幼儿教育、小学教育、中学教育、外语学习资料、文学作品欣赏、生活休闲娱乐、应用写作文书、高等教育、各类资格考试、专业论文、分析的煤层底板突水过程的数值模拟45等内容。　
　　【】　
您可在本站搜索以下内容：
　 “三软”煤层采动底板变形破坏的数值分析_电力/水利_工程科技_专业资料。http...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...
　 利用有限元方法模拟煤层突水技术_专业资料。利用有限元方法模拟煤层突水技术 [摘要]在煤层开采过程中,煤层的底板出现的突水情况对煤层 的开采安全方面的影响一直...
　 岩溶充水矿区煤层底板突水危险性评价方法探讨――以山东新驿井田为例石怀虎 白维灿 程英好 河北 邯郸 056004) (中国煤炭地质总局水文地质工程地质环境地质勘查院 ...
　底板突水机理 煤矿底板突水是指矿山在建设开发过程...现以 A、B、C、D 为类分析其突水特点。 1)A ...3 采动影响底板突水 煤层开采破坏了原始的应力平衡...
　煤层底板复杂突水机理和演变过程的底板突水的主控...描述底板突水的数学模型和评价方法,利用计算机技术将...对煤层底板岩性和结构的分析,建立评 价隔水层隔水...
　前言 煤层底板突水的机制非常复杂,预测预报困难,为了...根据实际突水资料及模拟试验资料研 究分析,对初期...(约 84 万年)的夷平面风化过程中,岩溶溶洞(孔)被...
　煤的底板突水, 根据-350m 和-500m 两个水平的工作面的煤层底板地质特征,...了数值模拟,分析了采动过程中底板岩体应力 场、塑性区的分布,通过建立采场底板...
　 煤层工采对底板突水的影响底板水问题在我国煤矿产生过程中非常突出、非常普遍,涉及我国大部分煤 田。包括华北、华南的大部分晚古生代煤田及个别的中生代及新生代...
　煤层底板突水过程是一个复杂的非平 衡、非线性的演化过程,它受到许多因素的...利用理论分析、 相似材料模拟、有限元软件数值模拟为研究方法,研究了承 压水体上...
赞助商链接
别人正在看什么？
赞助商链接