基于流态转捩的非线性渗流模型及在陷落柱突水机理分析中的应用

• 作者: 刘再斌 刘洪磊 师文豪 杨天鸿 杨斌 杨鑫
• 来源期刊: 煤炭学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 非线性渗流 突水 非达西因子 Forchheimer方程 骆驼山煤矿
• 年，卷（期）: 2017,（2）
• 页码范围: 315-321
• 页数: 7页
• 分类号: P642
• 语种: 中文
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2016.6008

摘要

岩溶陷落柱突水是威胁煤矿安全生产的重大灾害之一.基于陷落柱突水过程中流体流态转捩(含水层层流到巷道紊流)的渗流本质,建立了三流场(Darcy层流、Forchheimer流和N-S紊流)耦合非线性渗流模型,并应用于骆驼山煤矿“3·1”底板陷落柱突水数值模拟分析.结果表明:随着突水流体流速不断增大,陷落柱Forchheimer流由黏滞阻力为主,到黏滞阻力和惯性阻力共同作用,最后到惯性阻力为主发生了质的变化,陷落柱突水是流体渗流从渐变到突变的动态过程.进一步表明采用Forchheimer方程描述陷落柱内高速非线性层流,能够较好地反映水流从含水层达西层流到巷道紊流的中间状态,可以定量揭示陷落柱突水三种流态转捩的渗流本质.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	杨天鸿	东北大学资源与土木工程学院岩石破裂与失稳研究所	181	4965	40.0	65.0
5	刘洪磊	东北大学资源与土木工程学院岩石破裂与失稳研究所	32	458	13.0	20.0
6	杨斌	东北大学资源与土木工程学院岩石破裂与失稳研究所	26	113	4.0	10.0
7	师文豪	东北大学资源与土木工程学院岩石破裂与失稳研究所	9	107	6.0	9.0
8	杨鑫	东北大学资源与土木工程学院岩石破裂与失稳研究所	10	61	4.0	7.0