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基于FLAC^(3D)-COMSOL耦合的采动覆岩渗流演化及展布仿真实验
1
作者
许玉军
马立强
+2 位作者
王磊
刘怀谦
李少波
《实验技术与管理》
北大核心
2025年第1期123-132,共10页
采空区CO_(2)矿化充填需完全实现对上覆含水体的渗流隔离。基于FLAC^(3D)-COMSOL有限差分-有限元耦合仿真实验方法,模拟了连采连充CO_(2)矿化充填条件下覆岩渗透性演化规律及展布特征,提出基于渗透率劣化率及渗流速度的覆岩分区阈值确...
采空区CO_(2)矿化充填需完全实现对上覆含水体的渗流隔离。基于FLAC^(3D)-COMSOL有限差分-有限元耦合仿真实验方法,模拟了连采连充CO_(2)矿化充填条件下覆岩渗透性演化规律及展布特征,提出基于渗透率劣化率及渗流速度的覆岩分区阈值确定方法。结果表明:采动覆岩渗透率劣化率呈“蝶形”展布,且在开切眼与停采线呈“类马鞍形”分布。整个开采区域可分为恒定区、恢复区、过渡区、剧增区与紊乱区。基于采动覆岩渗流速度,整个区域可分为:无渗流通道、微渗流通道、弱渗流通道、强渗流通道和渗漏通道。以采-充宽度为30—10 m为例,开采块段回采过程中矿井涌水量分别为280、300、950、1150、1350、1550 m^(3)/d,均小于突水量等级划分标准中规定的最低等级。
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关键词
FLAC^(3D)二次开发
FLAC^(3D)-COMSOL耦合
连采连充
CO_(2)矿化充填
覆岩渗透性
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职称材料
小断层活化对采空区上覆岩层破坏及渗透性影响
被引量：
12
2
作者
张学博
王豪
沈帅帅
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期75-85,共11页
小断层活化会加剧采空区上覆岩层破坏增强渗透性,导致采空区煤自燃,针对这一问题,以河南神火煤电股份有限公司薛湖煤矿25030工作面为工程背景,利用UDEC数值模拟断层不同倾角、不同水平断距条件下采空区上覆岩层移动破坏过程,分析了断层...
小断层活化会加剧采空区上覆岩层破坏增强渗透性,导致采空区煤自燃,针对这一问题,以河南神火煤电股份有限公司薛湖煤矿25030工作面为工程背景,利用UDEC数值模拟断层不同倾角、不同水平断距条件下采空区上覆岩层移动破坏过程,分析了断层对采空区上覆岩层破坏及渗透性的影响。研究表明:①随着工作面逐渐接近断层,断层出现滑移现象,断面附近位移呈斜向下趋势,下盘沿断层滑移比较明显;受到断层下盘滑移错位形成的支撑力影响,下盘下沉量明显大于上盘,上盘覆岩“三带”高度有所上升。工作面推过断层10 m时,上方覆岩位移开始出现滞后现象,且上盘下沉量小于下盘;工作面过断层40 m后,覆岩受到断层的影响逐渐减弱,位移逐渐符合无断层开采覆岩移动规律,下盘主要以下沉为主,上盘受到断层影响,楔形头部受到断层滑移的支撑,岩层垮落不充分,下沉量小于下盘。②倾角越大,断层对上盘覆岩支撑作用的影响范围越小,断层滑移形成的错位越严重,对开采危险性越大,且断层影响开始出现的位置距离越近;水平断距越宽,上盘受到断层的支撑力越大,过断层后上盘覆岩的位移越小;断层水平断距越宽,断层下盘下沉量越大,工作面过断层时危险性越大。③断层导致附近岩层孔隙率呈现跳跃式增大,倾角越大,孔隙率上升幅度越小;随着倾角的增加,断层正上方垮落带孔隙率呈先上升后下降趋势,在倾角45°达到最大,而断裂带孔隙率随着断层角度的增加呈逐渐上升趋势;随着断层水平断距的增加,垮落带覆岩孔隙率大体上呈先上升后下降趋势,而断裂带的孔隙率略微上升。总体而言,水平断距越宽,断层倾角越大,工作面过断层时覆岩垮落危险性更大。
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关键词
小断层
采空区
断层模拟
覆
岩
破坏
覆岩渗透性
断层活化
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职称材料
题名
基于FLAC^(3D)-COMSOL耦合的采动覆岩渗流演化及展布仿真实验
1
作者
许玉军
马立强
王磊
刘怀谦
李少波
机构
安徽理工大学深部煤矿采动响应与安全防控国家重点实验室
教育部新疆煤炭资源绿色开采教育部重点实验室
新疆工程学院新疆煤系资源勘探与开采重点实验室
出处
《实验技术与管理》
北大核心
2025年第1期123-132,共10页
基金
安徽理工大学高层次引进人才科研启动基金资助(2023yjrc89)
安徽省教育厅重点项目(2024AH050403)
国家自然科学基金项目(52464015)。
文摘
采空区CO_(2)矿化充填需完全实现对上覆含水体的渗流隔离。基于FLAC^(3D)-COMSOL有限差分-有限元耦合仿真实验方法,模拟了连采连充CO_(2)矿化充填条件下覆岩渗透性演化规律及展布特征,提出基于渗透率劣化率及渗流速度的覆岩分区阈值确定方法。结果表明:采动覆岩渗透率劣化率呈“蝶形”展布,且在开切眼与停采线呈“类马鞍形”分布。整个开采区域可分为恒定区、恢复区、过渡区、剧增区与紊乱区。基于采动覆岩渗流速度,整个区域可分为:无渗流通道、微渗流通道、弱渗流通道、强渗流通道和渗漏通道。以采-充宽度为30—10 m为例,开采块段回采过程中矿井涌水量分别为280、300、950、1150、1350、1550 m^(3)/d,均小于突水量等级划分标准中规定的最低等级。
关键词
FLAC^(3D)二次开发
FLAC^(3D)-COMSOL耦合
连采连充
CO_(2)矿化充填
覆岩渗透性
Keywords
FLAC^(3D)secondary development
FLAC^(3D)-COMSOL coupling
continuous extraction and continuous backfill
CO_(2)mineralization backfill
overburden permeability
分类号
TD325 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
小断层活化对采空区上覆岩层破坏及渗透性影响
被引量：
12
2
作者
张学博
王豪
沈帅帅
机构
河南理工大学安全科学与工程学院
河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室
煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心
河南神火煤电股份有限公司
出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期75-85,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(51734007)
河南省省重点研发与推广专项(科技攻关)资助项目(212102310105)
河南理工大学博士基金资助项目(B2019-56)。
文摘
小断层活化会加剧采空区上覆岩层破坏增强渗透性,导致采空区煤自燃,针对这一问题,以河南神火煤电股份有限公司薛湖煤矿25030工作面为工程背景,利用UDEC数值模拟断层不同倾角、不同水平断距条件下采空区上覆岩层移动破坏过程,分析了断层对采空区上覆岩层破坏及渗透性的影响。研究表明:①随着工作面逐渐接近断层,断层出现滑移现象,断面附近位移呈斜向下趋势,下盘沿断层滑移比较明显;受到断层下盘滑移错位形成的支撑力影响,下盘下沉量明显大于上盘,上盘覆岩“三带”高度有所上升。工作面推过断层10 m时,上方覆岩位移开始出现滞后现象,且上盘下沉量小于下盘;工作面过断层40 m后,覆岩受到断层的影响逐渐减弱,位移逐渐符合无断层开采覆岩移动规律,下盘主要以下沉为主,上盘受到断层影响,楔形头部受到断层滑移的支撑,岩层垮落不充分,下沉量小于下盘。②倾角越大,断层对上盘覆岩支撑作用的影响范围越小,断层滑移形成的错位越严重,对开采危险性越大,且断层影响开始出现的位置距离越近;水平断距越宽,上盘受到断层的支撑力越大,过断层后上盘覆岩的位移越小;断层水平断距越宽,断层下盘下沉量越大,工作面过断层时危险性越大。③断层导致附近岩层孔隙率呈现跳跃式增大,倾角越大,孔隙率上升幅度越小;随着倾角的增加,断层正上方垮落带孔隙率呈先上升后下降趋势,在倾角45°达到最大,而断裂带孔隙率随着断层角度的增加呈逐渐上升趋势;随着断层水平断距的增加,垮落带覆岩孔隙率大体上呈先上升后下降趋势,而断裂带的孔隙率略微上升。总体而言,水平断距越宽,断层倾角越大,工作面过断层时覆岩垮落危险性更大。
关键词
小断层
采空区
断层模拟
覆
岩
破坏
覆岩渗透性
断层活化
Keywords
small faults
goaf
fault simulation
overburden failure
permeability characteristics of overburden rock
faults activation
分类号
TD325 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于FLAC^(3D)-COMSOL耦合的采动覆岩渗流演化及展布仿真实验
许玉军
马立强
王磊
刘怀谦
李少波
《实验技术与管理》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
小断层活化对采空区上覆岩层破坏及渗透性影响
张学博
王豪
沈帅帅
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022
12
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