浅埋煤层开采突水溃砂两相流的耦合数值研究

• 作者: 刘亚群 周宏伟 易海洋 薛东杰 赵宇峰 钟江城
• 来源期刊: 工程力学
• 学科: 工学
• 关键词: 浅埋煤层 突水溃砂 离散元 有限元 裂隙 突涌类型
• 年，卷（期）: 2017,（12）
• 所属期刊栏目: 其他工程学科
• 页码范围: 229-238
• 页数: 10页
• 分类号: TD822
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.08.0592

摘要

为探究浅埋煤层开采上覆含水松散层水砂两相流动规律,采用基于离散元软件PFC3D和有限元软件GID的耦合数值方法,模拟了上覆岩层中预制理想单裂隙在不同开度和倾角条件下突水溃砂全过程,分析了裂隙通道所受接触力、水流速度、水砂间拖曳力随时步的变化规律.结果表明:裂隙开度和倾角会改变突水渍砂过程中水砂突涌类型,对覆岩所受接触力、水流速度及其稳定所需时间产生较大影响,水砂间拖曳力主要受裂隙倾角的影响.裂隙通道入口处即上覆岩层的顶层在突水溃砂初期所受接触力最大,处于最危险状态;水流速度稳定值和流动稳定所需时间分别与裂隙倾角和开度成线性相关;对比裂隙通道底面侧,倾向侧水砂间拖曳力较大,水砂突涌更加剧烈.