FLAC3D模拟下承压水上采煤的流固耦合与突水风险评估

本篇文章《承压水上采煤的流固耦合数值模拟 (2013年)》由李文敏撰写，发表在《矿业工程研究》第28卷第2期，探讨了在受承压水威胁的工作面中，如何应用FLAC3D软件的强大流固耦合功能进行数值模拟。研究的核心内容围绕着带压开采工作面，特别是关注煤层底板隔水层内的岩体运动、应力分布以及含水层承压水在隔水层中的导升高度。通过数值模拟，作者试图结合"下三带"理论来评估工作面在采煤过程中是否存在突水风险，这对于预测和防止突水事故的发生具有实际指导意义。 文章首先介绍了背景，指出煤层底板突水是煤炭行业的一大挑战，随着开采深度增加，水患问题日益严重。传统的防治方法如"下三带"法、"P-H"临界值法等虽然在一定程度上提供了帮助，但它们在特定条件下的适用性有限。因此，深入研究这些理论以克服其局限性显得尤为重要。 FLAC3D软件在此研究中的关键作用在于它能模拟采煤过程中岩层的动态行为，包括位移和应力的变化。作者通过编程描述含水层向隔水层渗透高度的演化规律，从而准确估计承压水导升带的高度，这在实际操作中能够提供更为精确的水文地质评估，减少突水事故发生的可能性。 本文的方法论部分详细阐述了工作面的具体情况，包括可采面积、开采水平、开采方式等，以及如何运用FLAC3D进行模拟。通过对不同推进长度下的模拟结果进行分析，研究人员可以制定更科学的开采策略和安全措施，保障煤炭开采过程中的安全性和可持续性。 这篇论文为承压水上采煤的流固耦合数值模拟提供了实用的技术手段和理论依据，对于优化采矿工程设计，预防水灾，提升煤炭工业的安全生产水平具有重要价值。