断层岩柱瓦斯超前突出机理数值模拟及防护厚度

• 作者: 李亚坤 王志荣 王泉更 陈玲霞
• 来源期刊: 河南理工大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 沉积界面 损伤软化 瓦斯渗透扩展 超前突出 岩柱安全厚度
• 年，卷（期）: 2016,（3）
• 所属期刊栏目: 矿业与安全工程
• 页码范围: 289-296
• 页数: 8页
• 分类号: TD713
• 字数: 6330字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16186/j.cnki.1673-9787.2016.03.001

摘要

针对矿井巷道掘进面前方遭遇含瓦斯断层时,安全岩柱内的沉积界面将会遭受气体损伤作用的问题,通过ABAQUS软件的二次开发,基于流-固耦合理论和T-P损伤演化准则的cohesive单元,对豫西大平煤矿21轨道下山一次大型瓦斯突出事故进行数值模拟.计算结果表明:由于受巷道开挖所产生的二次应力与断层带瓦斯压力的共同作用,前方岩柱内两个沉积界面将优先产生损伤软化现象.随着巷道向断层带的推进,气体的侵蚀作用不断加强,沉积界面的损伤急剧增加并向掘进面延伸.当掘进面距离前方断层分别为19,17,15 m时,上层面相应产生6.2,9.7,13.4m长的损伤裂隙;下层面相应延伸距离较短,仅产生4.1,4.6,4.8m长的损伤裂隙.与此同时,上层面瓦斯急剧渗透扩展,在掘进面前方1～2m处开始出现3.5 MPa的孔隙气压升高带.由此可见,界面差异性强的上层面相对较弱的下层面容易损伤,而且损伤后的沉积界面优先产生相应的渗流扩散现象.当损伤沉积界面最终贯通掘进面与断层面之间的岩柱,即裂隙损伤长度达到极限岩柱安全厚度时,瓦斯将突破岩体阻抗并产生冲击地压.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王志荣	郑州大学水利与环境学院	45	202	9.0	11.0
2	陈玲霞	郑州大学水利与环境学院	25	184	7.0	12.0
3	李亚坤	郑州大学水利与环境学院	7	27	3.0	5.0
4	王泉更	郑州大学水利与环境学院	4	8	2.0	2.0