COMSOL模拟：采动覆岩渗透特性研究

"基于COMSOL的采动覆岩渗透特性分析 樊志强，郭春涛 基金项目：国家自然科学基金重点项目(50834004)；国家自然科学基金(50874104)；江苏省研究生科研创新计划项目" 本文主要探讨了基于COMSOL Multiphysics软件的采动覆岩渗透特性分析，由樊志强和郭春涛共同完成，并被列为国家自然科学基金的重点项目。研究中，作者运用了隔水关键层的理论，构建了一个多物理场耦合的数值分析模型，以模拟采矿活动对覆岩渗流特性的影响。 在采煤过程中，顶板岩层会受到上覆含水层水压力变化的影响。这个模型旨在揭示这种变化如何引起顶板岩层的位移、应力以及渗流速度场的改变。通过数值模拟，研究者能够详细地观察到含水层水压变化如何具体作用于顶板岩层，从而得出水压力变化对各点位移和应力影响的规律。 COMSOL Multiphysics是一款强大的数值仿真软件，它能够处理多个物理现象的耦合问题，如流体动力学、固体力学和热传导等。在这个研究中，该软件被用来解决地下水流动与岩层力学响应的相互作用问题，这在处理矿井水害防治方面具有重要意义。 论文的关键点包括： 1. **隔水关键层理论**：这是分析的基础，隔水关键层理论认为某些岩层具有阻止水流动的能力，对于预测和控制矿井水灾至关重要。 2. **多物理场耦合模型**：模型综合考虑了流体动力学（渗流）与固体力学（岩层位移、应力）的相互作用，全面分析了采动对覆岩的影响。 3. **数值模拟**：通过COMSOL进行的数值模拟，可以精细化地描绘出顶板岩层在不同水压条件下的动态响应，为实际工程提供定量数据。 4. **安全防范**：研究结果有助于预防和治理矿区的顶板水害事故，对矿山安全管理和工程设计具有实际指导价值。 5. **应用背景**：针对中国矿业大学力学与建筑工程学院和徐州徐工基础工程机械有限公司的研究背景，该成果可能对矿业工程领域产生积极影响。 关键词的选取表明了文章的核心内容，包括采动覆岩、渗流特性以及COMSOL数值模拟，这些关键词反映了研究的焦点和方法。此外，文章还被归类在中图分类号TD163，即矿业工程相关领域，表明其研究对象和应用领域。这项研究提供了一种科学的方法来理解和预测采矿活动对覆岩渗透性的影响，对于提高矿井安全性和环境保护具有深远意义。