煤层底板承压水导升带关键影响因素正交试验研究

本文主要探讨了煤层底板承压水导升带对带压煤层开采安全的重要影响因素。作者边凯和杨志斌基于流–固耦合理论，构建了煤层底板突水的水文地质物理概念模型和数值模型，使用FLAC3D这一高级数值模拟软件进行了深入研究。他们选取了五个关键因素进行分析：工作面宽度(A)、隔水层厚度(B)、承压水压力(C)、煤层埋深(D)以及隔水层渗透系数(E)。这五个因素分别在五个不同的水平下进行了有空列正交模拟试验，这是一种统计设计方法，可以同时研究多个因素之间的交互作用。 试验结果显示，煤层底板承压水的导升高度与底板含水层的水压和隔水层的渗透性有显著的关联。这意味着这两个参数对导升带的形成和发展起着决定性作用。研究还揭示了各因素对实验结果影响的强弱顺序，即E因素（隔水层渗透系数）的影响最大，其次是C因素（承压水压力），接着是D（煤层埋深）、B（隔水层厚度），A（工作面宽度）的影响相对较小。 更具体地，初始水头压力越大，水头衰减的速度也越快，而且随着导升高度的增加，这个衰减速度会进一步加快。这一发现对于理解和预测煤层开采过程中承压水导升带的高度变化至关重要，为制定安全开采策略提供了科学依据。通过对这些影响因素的深入理解，煤矿开采企业可以采取针对性措施来控制和管理水患风险，确保开采过程中的安全和高效。因此，这项研究对于煤炭行业的安全评价和灾害防控具有重要的实践价值。