采动裂隙应力-渗流耦合模型与矿井涌水量预测

"煤层覆岩采动裂隙应力-渗流耦合模型及涌水量预测-论文" 这篇论文主要探讨了矿井涌水量预测的新方法，特别关注了采动过程中煤层覆岩裂隙的应力-渗流耦合作用。传统方法在预测矿井涌水量时，通常忽视了采动引起覆岩裂隙渗透特性变化的影响，导致预测结果与实际涌水量存在较大误差。针对这一问题，研究者以陕西招贤煤矿1307工作面为研究对象，基于覆岩中粗糙裂隙面的渗流特性，修正了裂隙应力-渗流耦合计算模型，提出了一种三维采动裂隙应力-渗流网络计算模型。 在模型建立的基础上，研究者进行了不同间距和隙宽组合的正交数值模型实验，结合实时矿压数据，分析了覆岩采动导致的渗透率动态变化规律。研究发现，上覆岩层受采动影响，其应力场和渗透性均会发生显著变化，且渗流场的扰动范围比应力场更大。渗透性在水平方向上的影响范围较小但变化大，在垂直方向上则相反，影响范围大但变化小。 通过对模型进行涌水量预测并与实际测量值对比，研究者确定了在特定的层位间距（l1=10 m，l2=30 m，l3=150 m）和隙宽组合（b1=0.05 m，b2=0.01 m，b3=0.005 m）下，模型预测结果更接近实际工程情况。此外，研究还利用离散元软件的裂隙渗流模型，进一步验证和优化了预测模型。 论文涉及的标签包括“裂隙应力-渗流耦合”、“矿井涌水量”、“煤层覆岩”、“导水裂隙带”和“顶板水害”，强调了这些因素在矿井安全生产和防排水设计中的关键作用。通过对这些复杂地质现象的深入理解，可以更准确地预测和管理煤矿的涌水量，从而降低顶板水害的风险，提高煤矿的安全生产水平。 这篇论文不仅对矿井涌水量预测提供了新的理论和技术支持，也为后续相关领域的研究提供了宝贵的参考，如冲击地压、煤岩动力灾害、瓦斯治理、粉尘通风等方面的问题，这些都是煤炭深部开采中常见的安全隐患。通过综合考虑各种因素，可以构建更加全面和精确的防灾减灾策略，保障煤矿的稳定运行和工人的生命安全。