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煤矿底板陷落柱突水临界判据及数值模拟研究

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为了研究岩溶陷落柱突水机理,为预防煤矿陷落柱突水提供理论依据和参考.本文基于渗流力学、弹塑性力学等理论,得到了陷落柱在周边围压、自身重力以及水压等作用下的应力分布,结合Drucker-Prager破坏准则得到了陷落柱内岩体破坏的临界水压,并将研究成果导入多物理场耦合软件COMSOL Multiphysics进行求解,得到了特定水压下渗流过程中陷落柱内的渗流、破坏过程云图,以及工作面距含水层不同距离条件下陷落柱内岩体的破坏区域分布,给出了破坏区范围占陷落柱体积的比例曲线,并通过工程实际验证了理论分析与数值模拟的正确性.理论与数值模拟研究结果表明:①导水陷落柱存在一个与自身性质以及应力状态有关的临界突水水压,水压大于临界水压后陷落柱内岩体将发生破坏,引发突水;②导水陷落柱被揭露后初始涌水量较小,随着渗流时间的增加,涌水量随之不断增加,最终可能引发陷落柱突水灾害;③工作面距离含水层越远,陷落柱破坏程度越小,突水危险性也越小.

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来源
《第28届全国高校安全工程专业学术年会暨第10届全国安全工程领域工程硕士研究生教育研讨会》|2016年|580-587|共8页
会议地点郑州
作者
姚邦华; 王连成; 马庆庆;
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作者单位

中国职业安全健康协会;

中国公共安全科学技术学会;

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会议组织
正文语种
原文格式 PDF
中图分类矿井涌水量;
关键词
煤矿底板; 陷落柱; 突水事故; 临界判据; 数值模拟;

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