承压水上工作面底板变形突水的流固耦合数值模拟分析

摘要：

承压水上采煤常常面临工作面底板突水的危险,而工作面底板暴露空间长度(采空区底板长度)和承压水压力则是影响承压水上回采工作面底板破断突水的主要因素.为有效控制工作面底板突水事故的发生,在考虑工作面底板应力场与渗流场耦合作用的条件下,利用Comsol Multiphysics软件对承压水上煤层回采过程中工作面底板暴露空间长度和承压水压力对底板应力场和位移场的影响进行了模拟分析;并对比研究了考虑流固耦合和不考虑流固耦合条件下承压水上回采工作面底板应力和变形特征.分析发现:随着底板暴露空间长度的增大,底板竖向应力和竖向位移均有所增加,考虑流固耦合条件下工作面底板易发生应力集中,而增大底板承压水压力则直接影响底板体积应变,底板竖向位移增大,孔隙水压力增大,有效应力减小,进而更易造成底板变形破断.

关键词： 煤矿开采 承压水上工作面 底板突水 流固耦合 数值模拟

作者: 刘娇霞 赵毅鑫

作者单位: 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京100083

会议类型: 国内会议

会议名称: 2013 International Symposium on Coal Mining and Safety(2013年煤炭开采与安全国际学术研讨会)

会议地点: 北京

会议语种:中文

页码: 39-44

在线出版日期: 2013-10-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）