煤矿采空区岩体渗透性计算模型及其数值模拟分析

• 作者: 孟召平 师修昌 张娟 李超 田永东
• 来源期刊: 煤炭学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 煤矿采空区 应力-应变 破坏特征 渗透性
• 年，卷（期）: 2016,（8）
• 页码范围: 1997-2005
• 分类号: P618.11
• 语种: 中文
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2016.0608

摘要

煤矿采空区岩体渗透性是煤矿采空区煤层气抽采设计的基本参数.从煤矿采空区岩体变形-破坏特征分析入手,通过理论分析研究了岩体渗透性与应力之间的耦合关系和模型,揭示了采空区岩体应力-应变和渗透性分布规律.研究结果表明:不同岩性岩石的渗透性在全应力-应变过程中为应变的函数,采空区岩体渗透性决定于岩体破坏程度和断裂的张开度,基于采空区岩体应力-应变导致断裂开度变化,推导了采空区岩体渗透系数与应力之间的三维关系与模型;应用FLAC3D计算软件,对采空区岩体应力-应变-渗透性进行了数值模拟计算,分析了采空区岩体的变形破坏的分区分带特征,在纵向上自上而下形成弯曲下沉带、断裂带和垮落带;在横向上划分为原岩应力区、超前压力压缩区、卸载应力区和岩体应力恢复区;揭示了采空区岩体渗透性分布与采空区岩体应力-应变和破坏规律相一致的特征.无论是垂直渗透系数比(Kz/Kz0),还是水平渗透系数比(Ky／Ky0),均随着距开采煤层垂直距离的增大,采空区岩体渗透性逐渐减小,且采空区边缘的渗透系数较大,采空区两侧煤柱区岩体渗透性显著降低.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	田永东		7	194	5.0	7.0