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煤系地层数值模拟力学参数分布特征与取值范围研究
1
作者
王楠
李杨
+7 位作者
PANEIRO Gustavo André
雷兴海
石孝明
李宜杭
崔宇彤
刘浩天
曹晋龙
王铁记
《煤炭学报》
北大核心
2025年第7期3400-3423,共24页
数值模拟方法在煤矿开采领域的应用广泛,尤其在模拟复杂地质条件和多变力学环境方面,为预测围岩动态变化、应力分布以及开采活动可能引发的问题提供了重要研究手段。在煤层开采数值模拟研究中,煤岩层参数的准确设定是实现模拟精确性的...
数值模拟方法在煤矿开采领域的应用广泛,尤其在模拟复杂地质条件和多变力学环境方面,为预测围岩动态变化、应力分布以及开采活动可能引发的问题提供了重要研究手段。在煤层开采数值模拟研究中,煤岩层参数的准确设定是实现模拟精确性的关键。为给煤层开采数值模拟提供更为准确的参数设定参考,收集整理了中国100余个矿井的1 000余条煤岩层数值模拟力学参数,通过MATLAB进行分类整理,构建了煤系地层数值模拟参数的取值参考数据集;基于该数据集,给出了各省数据可信度权重设定与动态优化方法,并对不同地区煤系地层力学参数的差异性和分布规律进行了多维度数据分析,揭示了其在不同地质区域的分布特征和多样性。结果表明:山西、陕西和内蒙古等地区数据可信度权重较高,研究活动较为集中;煤层力学参数数据点主要集中在埋深200~690 m,呈现出一定的趋势和特点,体积模量、剪切模量、弹性模量以及黏聚力等参数在实际应用中的差异性较大。不同岩性的统计分析表明:粉砂岩和细砂岩在研究中最为常见,各岩性在力学特性上的差异性明显,中砂岩在体积模量和弹性模量上分布最广,而石灰岩则在多个参数上表现出较高的稳定性。此外,通过对不同地区煤层与主要岩性模拟力学参数的分析,研发了煤系地层数值模拟力学参数取值范围参考与异常值检测系统,该系统可以实现快速查询煤岩层力学参数取值、异常值检测以及自定义数据集导入分析等功能,以期为煤系地层数值模拟研究中力学参数的确定提供更为科学的参考依据与便捷的工具方法。
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关键词
煤系地层
数值模拟
力学参数
取值分布
系统开发
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职称材料
基于FLAC^(3D)-COMSOL耦合的采动覆岩渗流演化及展布仿真实验
2
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
题名
煤系地层数值模拟力学参数分布特征与取值范围研究
1
作者
王楠
李杨
PANEIRO Gustavo André
雷兴海
石孝明
李宜杭
崔宇彤
刘浩天
曹晋龙
王铁记
机构
中国矿业大学(北京)能源与矿业
学院
里斯本大学高等技术
学院
中国矿业大学(北京)煤炭
资源
与安全
开采
国家
重点
实验室
新疆工程学院
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
新疆工程学院
新疆
煤炭绿色智能
开采
工程
研究中心
冀中能源峰峰集团有限公司
出处
《煤炭学报》
北大核心
2025年第7期3400-3423,共24页
基金
国家重点研发计划资助项目(2022YFC3004603)
煤炭资源与安全开采国家重点实验室开放研究基金资助项目(SKLCRSM22KFA10)
国家留学基金委公派留学资助项目(CSC202306430002)。
文摘
数值模拟方法在煤矿开采领域的应用广泛,尤其在模拟复杂地质条件和多变力学环境方面,为预测围岩动态变化、应力分布以及开采活动可能引发的问题提供了重要研究手段。在煤层开采数值模拟研究中,煤岩层参数的准确设定是实现模拟精确性的关键。为给煤层开采数值模拟提供更为准确的参数设定参考,收集整理了中国100余个矿井的1 000余条煤岩层数值模拟力学参数,通过MATLAB进行分类整理,构建了煤系地层数值模拟参数的取值参考数据集;基于该数据集,给出了各省数据可信度权重设定与动态优化方法,并对不同地区煤系地层力学参数的差异性和分布规律进行了多维度数据分析,揭示了其在不同地质区域的分布特征和多样性。结果表明:山西、陕西和内蒙古等地区数据可信度权重较高,研究活动较为集中;煤层力学参数数据点主要集中在埋深200~690 m,呈现出一定的趋势和特点,体积模量、剪切模量、弹性模量以及黏聚力等参数在实际应用中的差异性较大。不同岩性的统计分析表明:粉砂岩和细砂岩在研究中最为常见,各岩性在力学特性上的差异性明显,中砂岩在体积模量和弹性模量上分布最广,而石灰岩则在多个参数上表现出较高的稳定性。此外,通过对不同地区煤层与主要岩性模拟力学参数的分析,研发了煤系地层数值模拟力学参数取值范围参考与异常值检测系统,该系统可以实现快速查询煤岩层力学参数取值、异常值检测以及自定义数据集导入分析等功能,以期为煤系地层数值模拟研究中力学参数的确定提供更为科学的参考依据与便捷的工具方法。
关键词
煤系地层
数值模拟
力学参数
取值分布
系统开发
Keywords
coal series strata
numerical simulation
mechanical parameters
value distribution
system development
分类号
TD163.1 [矿业工程—矿山地质测量]
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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
2
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
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
煤系地层数值模拟力学参数分布特征与取值范围研究
王楠
李杨
PANEIRO Gustavo André
雷兴海
石孝明
李宜杭
崔宇彤
刘浩天
曹晋龙
王铁记
《煤炭学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
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
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职称材料
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